简要分析服务器硬件设备中采用SSD固态硬盘的必要性

avatar 2021年8月19日18:00:43简要分析服务器硬件设备中采用SSD固态硬盘的必要性已关闭评论 53

当下,互联网站长牵肠挂肚的,莫过于网站服务器了。随着访问量的提升,开始感到服务器不堪重负,性能不但变得低下,有时候还干脆停机“罢工”。这中间的主要原因是什么呢?多年前中网科技的技术们在经过多番测试后,最终发现“罪魁祸首”竟然是硬盘!因为服务器是24小时不间断运行的,超长时间的读写,加速了硬盘的老化,加上网站访问量的增加,令机械磁头的读写频率加剧,使得服务器的负载能力大幅下降。如果感觉服务器不够快?想必I/O吞吐性能就是一个重要的瓶颈所在。

如果更换一块传统硬盘,感觉帮助有限,原因是机械硬盘的性能这么多年来一直并没有太大的突破,且使用数年后由于机械磨损容易损坏,这已经成为影响服务器性能的最大瓶颈。目前,硬盘内部性能提升的主要途径就是加快盘片主轴转速和磁头寻道速度、提高盘片的数据存储密度这两种。然而,从现在的电机技术发展水平来看,虽然主轴转速已经突破15000RPM,但由于更高的转速必定意味着稳定性、散热等方面性能的下降,因此主轴转速的提高是有限度的;磁头寻道速度同样也会受到这样的机电技术水平的制约。目前更换SSD固态硬盘是提升服务器速度的最关键办法。

固态硬盘(SSD硬盘)由于不存在任何机械结构,抗震性能极佳,每秒读写速度高达180MB-600MB/S,并内置大容量高速缓存,使系统整体运行效率大幅提高,特别针对日常使用中频繁出现的小文件存取,效率提高了5倍以上。目前,典型的SSD每秒最多可进行16000次随机读写,是传统硬盘的80倍之多。一般来说,在高随机读写的使用环境下,1个SSD硬盘更是可以当30个传统硬盘来使用;网站服务器、数据库服务器和文件服务器对随机读写的性能要求很高,SSD固态硬盘的这种高读写性能就可以更好地满足上述应用需求了。

硬盘性能瓶颈限制了服务器的发展:

硬盘(英文名:Hard Disc Drive,简称HDD,全名:温彻斯特式硬盘)作为PC和服务器主要的存储设备之一,在整个服务器系统中起着重要的作用,我们大多数的数据都是通过硬盘来存储的。

为什么说硬盘是服务器系统最后的性能短板呢?目前服务器配件中如:CPU、内存、显卡等配件的发展可以用日新月异来形容,唯独硬盘的发展速度十分缓慢,从IBM公司在1956年9月份推出世界上第一块硬盘至今,主流硬盘的转速已在7200RPM停留了许多年,除了容量还能不断增加外,其他各方面性能一直无法获得更有效的提高,可以说硬盘的性能已经在一定程度上限制了服务器系统整体性能的提升。世界上第一块硬盘容量仅有5M,而且是由50片直径为24英寸的磁盘组成的庞然大物;而如今,就连3.5英寸也让人难以忍受。足可见,在应用需求的推动下,硬盘特别是服务器硬盘,在整体性能提升问题上会有更优良的技术涌现出来。技术的发展永无止境是无庸置疑的,硬盘厂商之间的竞争及用户日益增长的消费需求,自然会推动着更新、更好的硬盘技术不断涌现。

硬盘的性能为什么不能快速增长,主要受制于什么?在回答这个问题之前,我们来看一看硬盘内部的构造:硬盘主要包括:盘片、读写磁头、盘片主轴、控制电机马达、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。(这里需要提醒大家,千万不要随意打开硬盘的外壳,因为硬盘内部是不能沾染灰尘的,否则立即报废。)

硬盘的性能的提高,通俗点来说就是单位时间内磁头能够读出的扇区越多,性能越好,所以只能靠提高转速和提高盘片的磁道密度来达到目的。而主流硬盘的转速在7200转几乎无法突破,如果在1万转以上,不仅硬盘成本会增加不少,且发热噪音同样会增加不少,而磁道密度的想要提高同样非常难,所以硬盘的性能就谈不上快速增长了。

不过随着科技的发展,现在也有了多种方式可以改变这一现状,它们在一定程度上解决了目前硬盘在服务器系统中的性能短板问题。今天,我们将通过多个评测项目对这些不同方式之间的性能差异进行对比分析,让大家明白哪一种方式更适合自己?

服务器提升硬盘性能主流方式:

一、转速达10,000RPM或15000RPM的高性能机械硬盘。主要用于企业级应用和桌面高端的万转硬盘一向是桌面级硬盘高端的象征,凭借着服务器硬盘技术的引入,极大的降低了磁盘性能带来的瓶颈效应,是桌面高性能机械硬盘最后的王者。

二、采用两块以上硬盘组建RAID。RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列,目前有RAID0~RAID7等多种模式。从日常应用角度来看,RAID0磁盘阵列模式是最适合普通用户的,它不但能大幅提升硬盘性能,同时也不用牺牲硬盘容量。

三、基于闪存存储介质的固态硬盘。固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。其读取速度相对机械硬盘更快,而且寻道时间几乎为0,具备不怕震动和冲击、无工作噪音、极低发热量等优点。

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