理解服务器硬件配置与性能的极限 (理解服务器硬盘的功能)

理解服务器硬件配置与性能的极限：深入解析服务器硬盘的功能

一、引言

在现代信息技术领域，服务器作为核心组件之一，其性能与硬件配置对于保证网络应用、数据存储和云计算服务的顺畅运行至关重要。

随着技术的不断进步，服务器硬件的性能不断提升，其内部配置也日益复杂。

其中，硬盘作为服务器存储的核心部分，其功能和性能极限对服务器整体表现产生直接影响。

本文将深入探讨服务器硬件配置及其性能极限，并重点解析服务器硬盘的功能。

二、服务器硬件配置概述

服务器硬件配置主要包括处理器、内存、硬盘、电源、散热器等部分。

其中，处理器决定了服务器的运算能力，内存影响数据处理速度，硬盘则负责存储数据和程序。

以下是对这些主要组件的简要概述：

1. 处理器：服务器的“大脑”，负责执行程序指令和处理数据。

2. 内存：临时存储数据和程序，以提高数据处理速度。

3. 硬盘：永久存储数据和程序，影响数据读写速度和存储容量。

4. 电源和散热器：保证服务器稳定运行，防止硬件过热。

三、服务器硬盘的功能

服务器硬盘的主要功能包括数据存储、数据读写和高速缓存。以下是具体解析：

1. 数据存储：服务器硬盘为服务器提供大量的存储空间，用于存储操作系统、应用程序、数据文件和备份等。

2. 数据读写：硬盘需要快速读写数据，以满足服务器的高性能需求。

3. 高速缓存：在某些情况下，硬盘还会作为高速缓存使用，暂存从内存溢出或即将访问的数据。

四、服务器硬盘的性能极限与类型

服务器硬盘的性能极限受到多种因素的影响，包括技术、制造工艺、使用环境等。

目前，硬盘性能的主要指标包括存储容量、读写速度、可靠性和耐用性。

市场上主要的硬盘类型包括固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）。

1. 固态硬盘（SSD）：采用闪存技术，读写速度快，耐用性高，但价格较高。SSD是高性能服务器的理想选择，尤其在需要高速数据传输和较低延迟的应用中。

2. 机械硬盘（HDD）：采用机械结构，价格较低，容量大，但读写速度较慢。HDD适用于大规模数据存储和归档。

五、如何提高服务器硬盘性能

为了提高服务器硬盘性能，可以采取以下措施：

1. 选择合适的硬盘类型：根据服务器的用途和需求选择合适的硬盘类型，如SSD或HDD。

2. 磁盘阵列（RAID）：通过组合多个硬盘，提高数据可靠性和性能。

3. 优化硬盘配置：通过调整硬盘参数和配置，提高数据读写速度和系统性能。

4. 定期维护和检查：定期检查硬盘健康状况，及时更换损坏的硬盘，保证数据安全和服务器稳定运行。

六、结论

服务器硬件配置与性能的极限是一个复杂而深入的话题。

本文重点解析了服务器硬盘的功能，包括数据存储、数据读写和高速缓存等。

同时，探讨了硬盘的性能极限和类型，以及如何提高服务器硬盘性能的措施。

了解服务器硬件配置和性能极限，有助于我们更好地选择和使用服务器，提高网络应用、数据存储和云计算服务的效率和安全性。

硬盘有什么用? 怎样判定好于不好?

硬盘概述

硬盘（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disc Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是电脑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。

这些碟片外覆盖有铁磁性材料。

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。

判断硬盘好坏的几个数据：

1、硬盘接口

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，将逐渐被 SATA 所取代。

IDE　IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，俗称PATA并口。

SATA　使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。

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，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

SATA2　希捷在SATA的基础上加入NCQ本地命令阵列技术，并提高了磁盘速率。

SCSI 全称为Small Computer System Interface（小型机系统接口），历经多世代的发展，从早期的 SCSI-II，到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel （光纤通道），接头类型也有多种。

SCSI 硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用，因为它的转速快，可达 rpm，且数据传输时占用 CPU 运算资源较低，但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。

SAS（Serial Attached SCSI）是新一代的SCSI技术，和SATA硬盘相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达到3Gb/s。

此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。

此外，由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板，因此在同一个SAS存储系统 中，可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SCSI硬盘，节省整体的存储成本。

2、硬盘制造商

EMC　EMC为一家美国信息存储资讯科技公司， 主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。

EMC 公司创建于 1979 年，总部在马萨诸塞州霍普金顿市　EMC Clariion CX500EMC公司的股票符号是 EMC，在纽约股票交易所交易，并且是 S&P 500 成份股之一。

希捷(Seagate)希捷科技（英语：Seagate Technology，NYSE：STX）是全球主要的硬盘厂商之一，于1979年在美国加州成立，现时在开曼群岛注册。

现时，希捷的主要产品包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微型硬盘。

在专门研发硬盘的厂商中，希捷是历史最悠久的。

它的第一个硬盘产品，容量是5MB。

在2006年5月，希捷科技收购了另一间硬盘厂商－迈拓公司。

产品销量方面，希捷报称自己是第一间公司，售出10亿个硬盘产品。

西部数据(Westdigital)　市场占有率仅次于希捷。

以桌面产品为主。

其桌面产品分为侧重高IO性能的Black系列（俗称“黑盘”），普通的Blue系列（俗称蓝盘），以及侧重低功耗、低噪音的环保Green系列（俗称绿盘）。

西部数据同时也提供面向企业近线存储的Raid Edition系列，简称RE系列。

同时也有SATA接口的RPM的猛禽系列和迅猛龙(VelociRaptor)系列。

日立(Hitachi)　第三大硬盘厂商。

主要由收购的原IBM硬盘部门发展而来。

日立制作所（日文：株式会社日立制作所；英文：Hitachi, Ltd.），简称日立，总部位于日本东京，致力于家用电器、电脑产品、半导体、产业机械等产品，是日本最大的综合电机生产商。

三星(Samsung)三星电子（Samsung Electronics KSE 、KSE 、LSE：SMSN、LSE：SMSD）是世界上最大的电子工业公司，三星集团子公司之一。

1938年3月它于大韩民国大邱广域市成立，创始人是李秉喆，现在的社长是李健熙。

一开始它是一个出口商，但很快它就进入了许多其它领域。

今天它在全世界58个国家拥有20多万职员。

2003年，它的周转值为1017亿美元。

在世界上最有名的100个商标的列表中，三星电子是唯一的一个韩国商标，是韩国民族工业的象征。

迈拓（Maxtor）　迈拓（Maxtor）是一家成立于1982年的美国硬盘厂商，在2006年被另外一家硬盘厂商希捷公司收购。

[1] 在2005年12月即收购前，迈拓公司是世界第三大硬盘生产商。

现在迈拓公司作为希捷公司的一家子公司运营。

迈拓同时经营桌面电脑与服务器市场, 相对于速度而言，迈拓更关注于硬盘容量。

东芝（Toshiba）　是日本最大的半导体制造商，亦是第二大综合电机制造商，隶属于三井集团旗下。

东芝是由两家日本公司于1939年合并成的。

东芝是世界上芯片制造商中的重要成员。

2009年2月，东芝并购富士通硬盘部门。

富士通（Fujitsu）　富士通株式会社（Fujitsū Kabushiki-gaisha）是一家日本公司，专门制作半导体、电脑(超级电脑、个人电脑、服务器)、通讯装置及服务，总部位于东京。

2009年2月，东芝并购富士通硬盘部门。

一般情况下硬盘容量越大，单位字节的价格就越便宜，但是超出主流容量的硬盘略微例外。

时至2008年12月初，1TB（1000GB）的希捷硬盘中关村报价是￥700元，500G的硬盘大概是￥320元。

3、转速　转速(Rotationl 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。

硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions Per minute的缩写，是转/每分钟。

RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。

硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。

要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。

因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。

家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm、7200rpm几种，高转速硬盘也是现在台式机用户的首选；而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主，虽然已经有公司发布了7200rpm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，服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用rpm，甚至还有rpm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。

笔记本硬盘转速低于台式机硬盘，一定程度上是受到这个因素的影响。

笔记本内部空间狭小，笔记本硬盘的尺寸（2.5寸）也被设计的比台式机硬盘（3.5寸）小，转速提高造成的温度上升，对笔记本本身的散热性能提出了更高的要求；噪音变大，又必须采取必要的降噪措施，这些都对笔记本硬盘制造技术提出了更多的要求。

同时转速的提高，而其它的维持不变，则意味着电机的功耗将增大，单位时间内消耗的电就越多，电池的工作时间缩短，这样笔记本的便携性就受到影响。

所以笔记本硬盘一般都采用相对较低转速的4200rpm硬盘。

转速是随着硬盘电机的提高而改变的，现在液态轴承马达（Fluid dynamic bearing motors）已全面代替了传统的滚珠轴承马达。

液态轴承马达通常是应用于精密机械工业上，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。

这样可以避免金属面的直接摩擦，将噪声及温度被减至最低；同时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；更可减少磨损，提高寿命。

4、平均访问时间　平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。

平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。

硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。

这个时间当然越小越好，目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间，而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。

硬盘的等待时间，又叫潜伏期(Latency)，是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。

平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在4ms以下。

5、传输速率传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。

硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。

内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate)，它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。

内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

外部传输率（External Transfer Rate）也称为突发数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

目前Fast ATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s，而Ultra ATA接口的硬盘则达到33.3MB/s。

使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。

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，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。

相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。

首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。

这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。

实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。

其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比最快的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。

6、缓存与主板上的高速缓存（RAM Cache）一样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。

目前，大多数SATA硬盘的缓存为8M，而Seagate的“酷鱼”系列则使用了32M Cache。

服务器的sata2 硬盘和 sas硬盘有什么区别

SATA：串行ATA总线 SCSI：小型电脑输入输出接口 SAS：希捷研究出来的取代SCSI技术的接口 接口速度是 SAS〉SCSI〉SATA 目前SCSI是最高级的硬盘，SAS没有大量上市 同ATA一样，SCSI是一种能够通过各自的数据信道连接多种设备的并行技术。

和ATA一样，SCSI也向串行技术方向有所发展，这就是SAS （Serial Attached SCSI）。

简而言之，SAS是新一代的SCSI，其中包含了一些改进，比如更高的传输速度、更好的可升级性和可靠性。

有些人认为SAS是融合了SCSI和串行ATA优点 的一种技术。

事实上，SAS同SATA使用了一样的连接器类型，这意味着它在识别驱动器方面会比较困难，但是却能够帮助降低制造成本。

而且它能够帮 助管理员根据需要，为不同的应用混合并匹配驱动器类型。

既然SCSI技术如此具有活力，为什么要做出从并行到串行的改变呢？简单地说，旧的并行技术已经到无法再提高性能了。

因此，从并行向串行技术的调 整就出现了。

SAS为存储管理员提供了点对点的、串行、可管理的存储方案。

SAS规范比较谈论起SAS的时候，很难不将它同现在的SATA标准相比较。

最初的SAS标准提供了300MB/s 或者3Gb/second的数据传输速度，SATA标准的速度则最高只 能达到150MB/s。

SATA-II （也被称为 SATA-IO）将传输速度提高到300MB/s，这让它同目前的SAS更接近。

但是，计划在明年推出的下一代SAS规范中，速 度已经提高到了600MB/s，这样就远远地将SATA抛在了后面。

SAS被期望最终能够达到1200MB/s的速度。

这真是太快了！关于SATA和SAS之间其他方面的区别还有很多问题。

简单地说，对于企业来说，所有的这些区别都让SCSI成为一种比ATA更好的技术，一种比ATA更好 的选择。

SCSI命令的功能非常强大，并且在重要应用中应用了几十年。

SCSI包括诸如命令排序之类的功能，这个功能让控制器能够按照最有效率的顺序 执行命令，从而提高性能。

在SCSI系统中，处理磁盘系统和计算机之间数据流的工作是由专用的控制器完成的。

在绝大部分的SATA系统中，是由CPU来 完成这一工作，这就意味着这一处理过程可能会被用于管理存储，例如运行数据库。

和古老的SCSI和SATA技术一样，SAS支持磁盘的热插拔，这对于维护可用性要求比较高的环境来说非常重要。

而且SAS是一个完全的双向系统，而SATA 则继承了IDE的特性，是半双向通信的系统。

因此，SAS系统的吞吐量可以是类似的SATA系统两倍。

而且很少有SATA驱动器能够达到7200RPMs，很多厂 商正在或者计划提供RPM和 RPMs的磁盘，这也意味着磁盘系统速度的提升。

SATA和SAS之间的另一个关键的不同是：费用。

和ATA及SCSI相类似，SATA和SAS磁盘在价格上差别很大。

SATA磁盘费用低廉，而SAS磁盘则并不便宜 。

不过，对于防攻击存储和附加存储功能，很多企业仍将在数据中心使用SAS，从前面介绍的情况看，这样做也是有道理的。

由于SATA和SAS驱动连接器是针兼容（pin-compatible）的，它们的线缆似乎也应该是类似的。

然而，SAS线缆可以有6米长，这是SATA线缆长度极限（1 米）的六倍。

如同刚才提到的，线缆的终端是一样的。

如果把SCSI和SAS进行对比，除了速度上的不同之外，相比与SCSI，SAS有一个非常突出的优势。

在SCSI技术中，不同类型的设备是连接成一个链，所有 的设备都按照最慢的一个设备的速度运行。

而在SAS技术中，情况不再是这样。

即使是不同类型的设备，每个设备都可以按照自己的速度运行。

说到多 设备连接，SAS允许多达128个设备同时连接，通过使用扩展器，这个数字可以增长到16,000，这让SAS能够非常容易满足即使是最大规模的数据中心的需 求。

而且SAS磁盘可以处理多个SAS控制器的请求，这进一步增强了它的扩展能力。

不过SATA和SAS之间仍然有一些相似之处，如果比较数据中心的原性能的话，SAS无疑是赢家。

而SATA和SAS是非常互补的技术。

SATA对于桌面电脑或 者对于短线存储来说特别合适，对于小型企业的内部存储需求来说也非常适用。

另一方面，SAS则是接过了SCSI的大旗，在企业领域内发展良好。

服务器的性能指标有哪些参数?

选购服务器时应考察的主要配置参数有哪些？ CPU和内存CPU的类型、主频和数量在相当程度上决定着服务器的性能；服务器应采用专用的ECC校验内存，并且应当与不同的CPU搭配使用。

芯片组与主板即使采用相同的芯片组，不同的主板设计也会对服务器性能产生重要影响。

网卡服务器应当连接在传输速率最快的端口上，并最少配置一块千兆网卡。

对于某些有特殊应用的服务器（如FTP、文件服务器或视频点播服务器），还应当配置两块千兆网卡。

硬盘和RAID卡硬盘的读取/写入速率决定着服务器的处理速度和响应速率。

除了在入门级服务器上可采用IDE硬盘外，通常都应采用传输速率更高、扩展性更好的SCSI硬盘。

对于一些不能轻易中止运行的服务器而言，还应当采用热插拔硬盘，以保证服务器的不停机维护和扩容。

磁盘冗余采用两块或多块硬盘来实现磁盘阵列；网卡、电源、风扇等部件冗余可以保证部分硬件损坏之后，服务器仍然能够正常运行。

热插拔是指带电进行硬盘或板卡的插拔操作，实现故障恢复和系统扩容。