监控硬盘做数据存储 数据存储介质详解买监控硬盘不吃亏

数据存储介质详解买监控硬盘

再开始正文之前先来了解一下最基本的存储介质:硬盘;然后再对存储技术进行系统的了解,这样后面理解起来更容易;

一、硬盘种类概述

目前机械硬盘是计算机主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。目前硬盘有固态硬盘(SSD 盘,新式硬盘)、机械硬盘(HDD 传统硬盘)、混合硬盘(HHD 一块基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘)。SSD采用闪存颗粒来存储,HDD采用磁性碟片来存储,混合硬盘(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

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二、常见硬盘接口类型

1.ATA 全称 Advanced Technology Attachment,是用传统的40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,已被SATA取代。

2.IDE,全称 Integrated Drive Electronics,即"电子集成驱动器",俗称PATA并口。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。

3.SATA,2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查如果发现错误会自动矫正。

4.SATA Ⅱ,SATA Ⅱ是芯片巨头Intel英特尔与硬盘巨头Seagate希捷在SATA的基础上发展起来的,其主要特征是外部传输率从SATA的150MB/s进一步提高到了300MB/s。

5.SATA Ⅲ,正式名称为"SATARevision3.0",是串行ATA国际组织(SATA-IO)在2009年5月份发布的新版规范,主要是传输速度翻番达到6Gbps,同时向下兼容旧版规范"SATARevision2.6"(也就是现在俗称的SATA3Gbps),接口、数据线都没有变动。SATA3.0的传输速率将达到6Gbps,将在SATA2.0的基础上增加1倍。

6.SCSI,SCSI的英文全称为"Small Computer System Interface"(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。

7.光纤通道FC,光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。

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8、SAS,SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度。并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。

注:目前家用、商用电脑一般采用SATA硬盘;服务器一般采用SCSI(越来越少)、SAS、FC等硬盘;主流的视频存储一般也采用SATA硬盘(企业级);还有一种特别一点的叫近线SAS盘(NL SAS),也常用在经济型的存储系统中;

三、目前主流的服务器硬盘

1、SAS硬盘,该盘分为两种协议,即SAS1.0及SAS 2.0接口,SAS1.0接口传输带宽为3.0GB/s转速有7.2kr 10kr 15kr。该盘现已被SAS2.0接口盘取代,该盘尺寸有2.5寸及3.5寸两种。SAS2.0接口传输带宽为6.0GB/s转速有10kr 15kr,常见容量为73.6G 146G 300G 600G 900G。常见转速:15000转/分。

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2、SCSi硬盘,SCSi传统服务器老传输接口,转速为10kr 15kr。但是由于受到线缆及其阵列卡和传输协议的限制,该盘片有固定的插法,例如要顺着末端接口开始插第一块硬盘,没有插硬盘的地方要插硬盘终结器等。该盘现已经完全停止发售。

3、NL SAS硬盘,专业翻译为近线SAS盘,由于SAS盘价格高昂,容量大小有限,LSI等厂家就采用通过二类最高级别检测的SATA盘片进行改装,采用SAS的传输协议,SATA的盘体SAS的传输协议,形成市场上一种高容量低价格的硬盘。市场上现在单盘最大容量为3TB等。尺寸分为2.5寸及3.5寸两种。

4、FDE/SDE硬盘,该盘体前者为IBM研发的SAS硬件加密硬盘,该盘体性能等同于SAS硬盘,但是由于本身有硬件加密系统,可以保证涉密单位数据不外泄,该盘主要用于高端2.5寸存储及2.5寸硬盘接口的机器上。

5、SSD硬盘,该盘为固态硬盘,与个人PC不同的是该盘采用一类固态硬盘检测系统检测出场,并采用SAS2.0协议进行传输,该盘的性能也将近是个人零售SSD硬盘的数倍以上。服务器业内主要供货的产品均在300G单盘以下。

6、FC硬盘,FC硬盘主要用于以光纤为主要传输协议的外部SAN上,由于盘体双通道,又是FC传输,传输带宽为2G 4G 8G三种传输速度快,在SAN上边,FC磁盘数量越是多IOPS(同写同读并发连接数)越是高。

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7、SATA硬盘,用SATA接口的硬盘又叫串口硬盘,是目前PC机的主流硬盘,因为其有较强的纠错能力,错误一经发现能自动纠正,这样就大大的提高了数据传输的安全性。新的SATA 使用了差动信号系统"differential-signal-amplified-system"。这种系统能有效的将噪声从正常讯号中滤除,良好的噪声滤除能力使得SATA只要使用低电压操作即可,和 Parallel ATA 高达5V的传输电压相比,SATA 只要0.5V(500mv) 的峰对峰值电压即可操作于更高的速度之上。"比较正确的说法是:峰对峰值'差模电压'"。常见转速:7200转/分。

四、机械硬盘发展历史

1、1956年,IBM的IBM 350RAMAC是现代硬盘的雏形,它相当于两个冰箱的体积,不过其储存容量只有5MB。1973年IBM 3340问世,它拥有"温彻斯特"这个绰号,来源于他两个30MB的储存单元,恰是当时出名的"温彻斯特来福枪"的口径和填弹量。至此,硬盘的基本架构就被确立。

2、1980年,两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘,这是首款面向台式机的产品,而该公司正是希捷(Seagate)公司。

3、 80年代末,IBM公司推出MR(Magneto Resistive磁阻)技术令磁头灵敏度大大提升,使盘片的储存密度较之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了数十倍,该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991年,IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。

4、1970年到1991年,硬盘盘片的储存密度以每年25%~30%的速度增长;从1991年开始增长到60%~80%;至今,速度提升到100%甚至是200%,从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技术,它使磁头灵敏度进一步提升,进而提高了储存密度。

5、1995年,为了配合Intel的LX芯片组,昆腾(Quantum)与Intel携手发布UDMA 33接口——EIDE标准将原来接口数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s 同年,希捷开发出液态轴承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)马达。所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中,用厚度相当于头发丝直径十分之一的油膜取代金属轴承,减轻了硬盘噪音与发热量。

6、1996年,希捷收购康诺(Conner Peripherals)。

7、1998年2月,UDMA66规格上市。

8、1999年,容量高达10GB的ATA硬盘上市。

9、2000年2月23日,希捷发布了转速高达15,000RPM的Cheetah X15系列硬盘。2000年3月16号,硬盘领域又有新突破,第一款"玻璃硬盘"问世。10月,迈拓(Maxtor)收购昆腾硬盘业务。

10、2001年:新的磁头技术,此时的全部硬盘几乎均采用GMR,该技术最新的为第四代GMR磁头技术。

11、2003年1月,日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划,并成立日立环球储存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies,Hitachi GST)。

12、2005年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术(perpendicular recording),该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直(90度),更充分地利用的储存空间。

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13、2005年12月21日,硬盘制造商希捷宣布收购迈拓(Maxtor)。

14、2007年1月,日立环球储存科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘,比原先的预定时间迟了一年多。硬盘的售价为399美元,平均每美元可以购得2.75GB硬盘空间。

15、2007年11月,Maxtor硬盘出厂的预先格式化的硬盘。被发现已植入会盗取在线游戏的帐号与密码的木马。

16、2010年12月,日立环球存储科技公司日前同时宣布,将向全球OEM厂商和部分分销合作伙伴推出3TB、2TB和1.5TB Deskstar 7K3000硬盘系列。

17、2011年3月8日凌晨,WD西部数据公司宣布,将以现金加股票的形式,出资43亿美元收购日立全资子公司,同为世界级硬盘大厂的日立环球存储技术公司(HGST)。

五、固态硬盘介绍

1、固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

2、其芯片的工作温度范围很宽,商规产品(0~70℃)工规产品(-40~85℃)。

3、固态硬盘分类方式:固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。

4、固态硬盘发展历史

1956年,IBM公司发明了世界上第一块硬盘。

1968年,IBM重新提出"温彻斯特"(Winchester)技术的可行性,奠定了硬盘发展方向。

1970年,StorageTek公司(Sun StorageTek)开发了第一个固态硬盘驱动器。

1989年,世界上第一款固态硬盘出现。

2006年3月,三星率先发布一款32GB容量的固态硬盘笔记本电脑,

2007年1月,SanDisk公司发布了1.8寸32GB固态硬盘产品,3月又发布了2.5寸32GB型号。

2007年6月,东芝推出了其第一款120GB固态硬盘笔记本电脑。

2008年9月,忆正MemoRight SSD的正式发布,标志着中国企业加速进军固态硬盘行业。

2009年,SSD井喷式发展,各大厂商蜂拥而来,存储虚拟化正式走入新阶段。

2010年2月,镁光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘,突破了SATAII接口300MB/s的读写速度。

2010年底,瑞耐斯Renice推出全球第一款高性能mSATA固态硬盘并获取专利权。

2012年,苹果公司在笔记本电脑上应用容量为512G的固态硬盘。

2015年8月1日,特科芯推出了首款Type-C接口的移动固态硬盘。该款SSD提供了最新的Type-C接口,支持USB接口双面插入。[2]

2016年1月1日,中国存储厂商特科芯发布了全球首款Type-C指纹加密SSD。

5、固态硬盘优点

读写速度快:采用闪存作为存储介质,读取速度相对机械硬盘更快。

防震抗摔性:传统硬盘都是磁碟型的,数据储存在磁碟扇区里。

低功耗:固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。

无噪音:固态硬盘没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。

工作温度范围大:典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70摄氏度工作。

轻便:固态硬盘在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克。

6、固态硬盘缺点

容量:固态硬盘最大容量目前仅为4TB,由闪迪(SanDisk)发布的Optimus MAX(擎天柱)

寿命限制:固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题,但随着SSD固件算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要写入量。一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户正常使用,即使每天写入50G,平均2天完成一次P/E,3000个P/E能用20年,到那时候,固态硬盘早就被替换成更先进的设备了(在实际使用中,用户更多的操作是随机写,而不是连续写,所以在使用寿命内,出现坏道的机率会更高)。

6其它常见存储介质分类

1、存储介质是指存储数据的载体。包括软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡等。

2、目前最流行的存储介质是基于闪存(Nand flash)的,比如U盘、CF卡、SD卡、Micro SD卡(TF卡)、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。

7其它常见存储介质的特点

1、硬盘:存储空间大,速度快,可读写,安全性高,携带不方便。

2、U盘:存储空间有限,速度相对比较快,可读写,安全性差,容易损坏,携带方便。

3、软盘:携带方便,空间小。

4、光盘:存储空间小,方便携带,写入后不可添加内容,安全性一般。

5、CF卡:容量有限,体积大,性能限制。

6、SD卡:SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡的结构能保证数字文件传送的安全性,也很容易重新格式化。

7、Micro SD卡:原名Trans-flash Card(TF卡),2004年正式更名为Micro SD Card,由Motorola与SanDisk(闪迪)共同推出。

7、硬盘其它知识补充

1、硬盘容量:作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。硬盘的容量以兆字节(MB/MiB)、千兆字节(GB/GiB)或百万兆字节(TB/TiB)为单位,而常见的换算式为:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。但硬盘厂商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系统,就依旧以"GB"字样来表示"GiB"单位(1024换算的),因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

2、硬盘转速:转速(Rotational Speed 或Spindle speed),是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一,它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。

家用普通硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm几种,高转速硬盘也是台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主,虽然已经有公司发布了10000rpm的笔记本硬盘,但在市场中还较为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高,服务器中以前使用的SCSI硬盘转速基本都采用10000rpm,目前常用服务器SAS硬盘一般是15000rpm的,性能要超出家用产品很多。较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响。

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