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發(fā)布日期:2010.06.30
在實(shí)際應(yīng)用中，RAID硬盤(pán)陣列是由多個(gè)硬盤(pán)組成的，必須知道具體哪一塊硬盤(pán)壞了，熱拔插更換才有意義。SATA硬盤(pán)雖然可以熱拔插，但SATA組成的陣列在某塊硬盤(pán)損壞的時(shí)候，不能象SCSI、FC和SAS那樣，具有SAF- TE機(jī)制用指示燈顯示，知道具體壞的是哪一塊，熱拔插替換的時(shí)候，如果取下的是好硬盤(pán)，就容易使數(shù)據(jù)出錯(cuò)。所以在實(shí)際應(yīng)用中，SATA的熱拔插功能有點(diǎn)形同虛設(shè)的味道。
速度慢
SATA相對(duì)于SCSI和FC速度慢，主要原因是機(jī)械底盤(pán)不同，不適應(yīng)服務(wù)器應(yīng)用程序大量非線性的讀取請(qǐng)求。所以SATA硬盤(pán)用來(lái)做視頻下載服務(wù)器還不錯(cuò)，用在網(wǎng)上交易平臺(tái)則力不從心。SATA 1.0控制器的傳輸速度效率不高，雖然標(biāo)稱具有150MB/s的峰值速度，事實(shí)上最快的SATA硬盤(pán)速度也只有60MB/s。
整個(gè)解決方案價(jià)格不便宜
雖然SATA硬盤(pán)相對(duì)于SCSI硬盤(pán)來(lái)說(shuō)很便宜，但整個(gè)的SATA方案并不便宜。主要原因是SATA 1.0控制器的每個(gè)接口只能連接一個(gè)硬盤(pán)，8個(gè)硬盤(pán)組成的陣列需要8個(gè)接口，把每個(gè)接口300多元的花費(fèi)算進(jìn)去，就不便宜了。
SATA II與準(zhǔn)SATA II
很多人到現(xiàn)在都還不是太清楚SATA與Ultra ATA相比有什么區(qū)別與好處，這也難怪。因?yàn)檫BIntel剛推出SATA的時(shí)候，也沒(méi)想到這個(gè)為個(gè)人用戶而改進(jìn)的方案，結(jié)果會(huì)在入門(mén)級(jí)服務(wù)器和工作站等企業(yè)應(yīng)用的前前景更為廣大——也正因?yàn)檫@樣，2004年才專門(mén)成立了SATA IO（SATA國(guó)際組織）。
前面那么多介紹，是結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況與SATA官方白皮書(shū)整理的，從中已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)，說(shuō)到SATA優(yōu)缺點(diǎn)，更多的是從企業(yè)應(yīng)用而不是個(gè)人與家庭應(yīng)用的角度考慮的。
現(xiàn)在經(jīng)常聽(tīng)到“NCQ硬盤(pán)”和“SATA II硬盤(pán)”這兩個(gè)名詞，它們是SATA向下一代——SATA II發(fā)展的兩個(gè)不同階段的產(chǎn)品：
第一階段是在SATA的基礎(chǔ)上加入NCQ原生指令排序、存儲(chǔ)設(shè)備管理（Enclosure Management）、底板互連、數(shù)據(jù)分散/集中這四項(xiàng)新特性。
第二階段是在第一階段的基出上作進(jìn)一步改進(jìn)，加入了雙宿主主動(dòng)式故障替換、與多個(gè)硬盤(pán)高效連接、3.0Gb（即300MB/s）接口帶寬等特性。
“NCQ硬盤(pán)”的改進(jìn)：不僅僅是NCQ這么簡(jiǎn)單
由于SATA II的第一階段幾項(xiàng)改進(jìn)中，NCQ原生指令排序技術(shù)對(duì)個(gè)人用戶意義比較大，所以也只有這一項(xiàng)技術(shù)比較多人了解。其實(shí)SATA II第一階段加入的技術(shù)包括如下幾項(xiàng)：
NCQ原生指令排序
Native command queuing：什么是NCQ呢？這是SCSI早就使用的一種技術(shù)，只是最近才應(yīng)用于SATA硬盤(pán)。
傳統(tǒng)臺(tái)式機(jī)硬盤(pán)都用線性形式處理請(qǐng)求，這種方式潛在很不好的方面，要理解其中原理，必須對(duì)硬盤(pán)物理結(jié)構(gòu)有個(gè)基本了解。硬盤(pán)里面是圓盤(pán)狀的，很象CD光盤(pán)。每一個(gè)圓盤(pán)由許多同心圓劃分為一條條磁道，磁道又分出扇區(qū)。每個(gè)圓盤(pán)由一個(gè)或多個(gè)磁頭負(fù)責(zé)讀取。如果數(shù)據(jù)分布在同一磁道，尋找數(shù)據(jù)的速度是最快的。在不同磁道之間移動(dòng)則消耗很多時(shí)間。假設(shè)要讀取三塊數(shù)據(jù)，其中一塊在圓盤(pán)最外邊的磁道上，一塊在圓盤(pán)最里面的磁道上，還有一塊在圓盤(pán)最外邊的磁道上。傳統(tǒng)的硬盤(pán)，會(huì)依次先讀取圓盤(pán)最外面的數(shù)據(jù)，然后讀取最里面的數(shù)據(jù)，最后再回頭讀取最外面的數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，磁頭移來(lái)移動(dòng)消耗的尋道時(shí)間多，效率就低了。如果把磁頭移動(dòng)減到最少，尋道時(shí)間就會(huì)相應(yīng)減少。這就是NCQ的目的所在——NCQ可以重新編排指令，不讓磁頭從外移到內(nèi)再移到外，而是在移向圓盤(pán)內(nèi)圈之前就讀取外圈的兩塊數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在大家應(yīng)該明白了，CPU的速度對(duì)硬盤(pán)性能影響微乎其微，但NCQ技術(shù)則可以明顯改善硬盤(pán)性能，特別是對(duì)前面提到的SATA多線程性能差、容易磁頭頻繁來(lái)回?cái)[動(dòng)、硬盤(pán)容易過(guò)熱這些方面有很大改善。
機(jī)架管理（Enclosure Management）
前面提到SATA的熱拔插技術(shù)，由于陣列中有一塊硬盤(pán)出現(xiàn)故障的時(shí)候，不知道具體壞的是哪一塊而形同虛設(shè)。SATAII第一階段即擁有NCQ技術(shù)的SATA硬盤(pán)，加入了機(jī)架管理技術(shù)，正是用來(lái)解決這一問(wèn)題的。
背板互連（Backplane Interconnect）
SATA用于數(shù)據(jù)發(fā)送的導(dǎo)線數(shù)量很小，因而出現(xiàn)了為外部RAID使用而部署的底板。該底板是一塊物理線路板，通常集成到機(jī)架的后面板上，上面嵌入了通過(guò)刻在線路板上的導(dǎo)線連接到中心控制器插件的多個(gè)設(shè)備接頭。值得注意的是，中心控制器與主機(jī)的接口可以按任意一種協(xié)議來(lái)設(shè)計(jì)，可以是SCSI、光纖通道或iSCSI。底板的使用可使設(shè)備咬住接頭并緊密結(jié)合。
當(dāng)然，受到FR4材質(zhì)信號(hào)衰減的限制，中心控制器和SATA設(shè)備接頭之間蝕刻線路的最大長(zhǎng)度必須限制在18英寸以內(nèi)。雖然這種限制表面上局限了底板端子和SATA機(jī)架的設(shè)計(jì)，而事實(shí)上，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架為19英寸寬，因此，在一個(gè)1U到3U的機(jī)架內(nèi)，為SATA而蝕刻的最大導(dǎo)線長(zhǎng)度足以從一個(gè)位置適中的中心控制器連接到所有設(shè)備接頭。
SATA II不等于300MB/s
首先，是接口帶寬從原來(lái)的150MB/s擴(kuò)展到了300MB/s。但SATA II不能與300MB/s劃等號(hào)，因?yàn)樗薙ATA II第一階段的NCQ等技術(shù)，以及更多的其它技術(shù)：
其次，SATA II可以通過(guò)Port Multiplier，讓每一個(gè)SATA接口可以連接4-8個(gè)硬盤(pán)，即主板有4個(gè)SATA接口，可以連接最多32個(gè)硬盤(pán)。
另外，還有一個(gè)非常有趣的技術(shù)，叫Dual host active fail over。它可以通過(guò)Port Selector接口選擇器，讓兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)接一個(gè)硬盤(pán)。這樣，當(dāng)一臺(tái)主機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，另一臺(tái)備用機(jī)可以接管尚為完好的硬盤(pán)陣列和數(shù)據(jù)，這就確保服務(wù)器不管在某塊硬盤(pán)損壞，或是某壞CPU之類(lèi)的其它配件損壞的情況下，仍能正常運(yùn)作。
結(jié)語(yǔ)：給個(gè)人電腦用戶的特別提示
最后，相信大家對(duì)IDE、SATA、NCQ、SATA II已經(jīng)有了比較整體的認(rèn)識(shí)?；蛟S很多關(guān)于服務(wù)器方面的技術(shù)還不太明白，其實(shí)這沒(méi)關(guān)系，最重要的是獲得這樣一個(gè)概念：SATA、SATA II的改進(jìn)，大多數(shù)不是為個(gè)人電腦用戶而設(shè)的。
SATA對(duì)個(gè)人電腦用戶真正有意義的地方，也就是讓機(jī)箱散熱更加良好。但與此同時(shí)，如果你的主板不支持SATA II，在獲得這樣一個(gè)好處的同時(shí)，安裝windows操作系統(tǒng)會(huì)比較麻煩——需要插入SATA的驅(qū)動(dòng)軟盤(pán)。所以IDE用戶千萬(wàn)別以為SATA更先進(jìn)，改用更先進(jìn)的SATA硬盤(pán)會(huì)有多大的性能提升。使用支持NCQ技術(shù)的硬盤(pán)，對(duì)喜歡同時(shí)運(yùn)行很多個(gè)程序的用戶可能會(huì)有速度上的改進(jìn)，而且由于磁頭比較少來(lái)回?cái)[動(dòng)，硬盤(pán)會(huì)比較長(zhǎng)壽，溫度也會(huì)比較低。但前面沒(méi)有提到的一個(gè)必要前提是，必須主板和硬盤(pán)都支持NCQ技術(shù)才起作用。
至于SATA II，唯一對(duì)個(gè)人電腦用戶有意義的就是300MB/s的帶寬——當(dāng)然，SATA II全都是支持NCQ的。不過(guò)千萬(wàn)別指望帶寬比原來(lái)增加了一倍，就可以獲得接近于SATA兩倍的速度，因?yàn)槟壳坝脖P(pán)的速度主要是受硬盤(pán)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的限制，而不在于接口帶寬，接口帶寬的增加對(duì)個(gè)人用戶帶來(lái)的速度改善，是微乎其微的。同樣，SATA II的好處——支持NCQ和300MB/s的帶寬，必須要主板支持，在只支持SATA I的主板上使用SATA II硬盤(pán)，就連“微乎其微”的改善也不會(huì)有。
總體來(lái)說(shuō)，SATA、NCQ以至完整的SATA II，對(duì)一般個(gè)人電腦用戶的意義不是非常大，它們最大的意義在于為企業(yè)應(yīng)用提供了SCSI、FC之外的廉價(jià)存儲(chǔ)解決方案——當(dāng)然如果幾種硬盤(pán)的價(jià)格相差很小的話，盡可能選最先進(jìn)的SATA II是沒(méi)錯(cuò)的。如果擔(dān)心新技術(shù)會(huì)不成熟存在某些未知缺陷，繼續(xù)選擇SATA I硬盤(pán)甚至是IDE硬盤(pán)，也是相當(dāng)不錯(cuò)的方案。
