二、存储

    这里的存储主要指PC服务器的硬盘及其接口和RAID。

    1、硬盘

    现代PC服务器中普遍采用了高转速、大单碟容量、大缓存、SCSI接口的硬盘，为了缩短数据寻道时间和读取数据的延迟，同时也增加硬盘内部传输率。高转速指盘片每分钟10000转，甚至一些高端硬盘采用了15000转，相对于桌面级的7200转硬盘，性能猛增。单碟指硬盘中的每一个盘片，单碟容量大说明该盘片的数据密度高，自然在寻找数据上时花费时间少，也是增强硬盘性能的重要途径。硬盘缓存运行于内存和硬盘盘之间，硬盘读写的数据都要经过缓存。缓存可以记录下读写频率高的数据，并将其存储，系统再次调用时可直接从缓存中找到，加快读取速度。但其结构复杂，成本高，使用现有工艺在有限的面积内不可能做的很大。上述技术在PC服务器的硬盘中大量运用，所以服务器硬盘价格非常高。

    在服务器硬盘方面，希捷一直是领航者，在许多关键技术上都有突破，一些具有代表性的产品让人记忆犹新。比如第一块万转硬盘（Cheetah 4LP）和第一块15000转硬盘（Cheetah X15），以及高性能的Cheetah 15K3。

希捷15K3硬盘（点击看大图）

    在服务器硬盘发展的同时，始终伴随发热和噪音问题。这些问题迫使制造商开发新技术，也让一些设计不成熟的产品退出市场。上面提到的首款15000转Cheetah X15，就是由于技术上的不成熟被高端的10000转硬盘超越。

    b、硬盘接口

    在PC中常见的PATA（Parallel ATA，并行ATA）接口大家一定很熟悉，速度最快的PATA133接口，峰值带宽是133MB/s，明显不能满足数据吞吐量大的服务器的需求。

    首先要介绍的是在服务器领域广泛采用的SCSI硬盘接口。SCSI的全名是Small Computer System Interface，（小型计算机系统专用接口），是为了小型计算机（现指服务器和高端工作站）设计的扩充接口。它同ATA一样，也是逐步发展来的技术。它可以让计算机驳接其它设备以提高系统性能或增加新功能，例如硬盘、光驱、扫描仪等。

    SCSI接口具有速度快，CPU占用率少的特点。目前在服务器领域普及的SCSI接口Ultra 160M SCSI是在Ultra2 SCSI（80MB/s）基础上使用双倍传输时钟（在时钟的上升沿和下降沿同时传输数据），带宽为160MB/s。高端的Ultra 320M SCSI可以提供320MB/s的带宽，有效解决了硬盘传输频率的问题。由于SCSI接口使用的是独立的控制器（ATA则集成在主板中），控制器上有类似CPU硬盘控制的功能芯片，分担了CPU负担，所以读写数据时CPU占用率少。下图为一款Ultra 320M的控制卡。SCSI可连接7至15部设备，可用性高于ATA的最多4部。

Ultra 320M的控制卡（点击看大图）

    第二个要介绍的是在ATA基础上演变而来的SATA(Serial ATA，串行ATA)技术。SATA采用串行点对点方式进行数据传输，接口及连接线针脚较少，成本较低。SATA可以广泛应用于硬盘、光驱等存储设备，并会逐渐取代传统的PATA连接方式。

    点对点传输模式保证每块硬盘150MB/s；从理论值来看，第一代串行ATA硬盘比传统的并行ATA133的133MB/s硬盘的接口传输速度没有多大变化，但从长远来看，第二代串行ATA产品的接口速率就会达到300或600MB/s，远远超过并行ATA硬盘的接口速度。SATA的数据线只有7芯，密度远小于PATA的80芯减小了信号串扰，也有利于机箱内部的散热。从Intel的ICH5南桥芯片开始，SATA控制器已集成，不需要像SCSI那样加插控制卡，进一步降低成本。目前IBM、希捷等厂商已推出多款SATA硬盘，鼎力支持SATA，但新技术，需要一定时间普及。

    综上所述，SATA是SCSI最大的竞争对手，PC服务器中已开始有厂商运用SATA技术。

    3、RAID

    RAID（Redundant Arrayof Inexpensive Disk）是廉价冗余磁盘阵列技术的缩写。它的原理是利用若干个小型硬盘驱动器加上控制器组成一个大的存储系统，从使用者来看是一个大硬盘。由于有多个驱动器并行工作，大大提高了存储可靠性和数据传输率。RAID技术在PC服务器中应用非常广泛。
最常见的RAID形式是RAID0，它是最高性能的RAID。它将一个数据拆分成两个大小相等的块，分别写入两个硬盘。读取时，每个硬盘只读出一个块，再由控制器合成整体，如果一个块出问题，整个数据将不可用。RAID0需要最少2个硬盘，可提高工作效率。  

    此外，对数据安全要求高的用户可组建RAID1，它是最可靠的RAID。它将一个完整的数据分别写入两个硬盘。读取时，两个盘都读出数据，控制器使用速较快的一个，如果一个盘的数据损坏，马上换另一个数据。因为两个盘上是同样的数据，所以对硬盘的有效利用率只有50%。RAID1需要最少2个硬盘，可提高数据安全性。

    RAID0+1（RAID10）整合了上面两种形式的优点。它是多个磁盘组成的RAID0数组再进行像RAID1那样的镜像，如果一个盘出问题，马上换另一组数据。这样既提高了速度，又保证的数据的可靠。RAID0+1最少需要4块硬盘。

（点击看大图）

    RAID2、RAID3和RAID5都是数据校验形式。RAID2使用海明码（加重平均纠错码）校验，读取性能好，RAID3拥有独立的奇偶校验盘，RAID5则把奇偶校验数据分装到每个硬盘中，缓解了校验数据存放时所产生的瓶颈问题。