服务器磁盘性能分析

 服务器硬盘，顾名思义，就是服务器上使用的硬盘（Hard Disk）。如果说服务器是网络数据的核心，那么服务器硬盘就是这个核心的数据仓库，所有的软件和用户数据都存储在这里。对用户来说，储存在服务器上的硬盘数据是最宝贵的，因此硬盘的可靠性是非常重要的。为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境，服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。
    现在的硬盘从接口方面分，可分为IDE硬盘与SCSI硬盘（目前还有一些支持PCMCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FC－AL(FibreChannel－Arbitrated Loop)光纤通道接口的产品，但相对来说非常少）；IDE硬盘即我们日常所用的硬盘，它由于价格便宜而性能也不差，因此在PC上得到了广泛的应用，目前个人电脑上使用的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。另一类硬盘就是SCSI硬盘了（SCSI即Small Computer System Interface小型计算机系统接口），由于其性能好，因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品，但同时它的价格也不菲，所以在普通PC上不常看到SCSI的踪影。

    同普通PC机的硬盘相比，服务器上使用的硬盘具有如下四个特点：
  1、速度快
服务器使用的硬盘转速快，可以达到每分钟7200或10000转，甚至更高；它还配置了较大(一般为2MB或4MB)的回写式缓存；平均访问时间比较短；外部传输率和内部传输率更高，采用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等标准的SCSI硬盘，每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB。
  2、可靠性高
因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转，承受着巨大的工作量。可以说，硬盘如果出了问题，后果不堪设想。所以，现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术)，同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失，服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击力。
  3、多使用SCSI接口
多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用，有的服务器主板集成了SCSI接口，有的安有专用的SCSI接口卡，一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备，这是IDE接口所不能比拟的。
  4、可支持热插拔
热插拔（Hot Swap）是一些服务器支持的硬盘安装方式，可以在服务器不停机的情况下，拔出或插入一块硬盘，操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说，是非常必要的。
 
   我们衡量一款服务器硬盘的性能时，主要应该参看以下指标：

   主轴转速 
   主轴转速是一个在硬盘的所有指标中除了容量之外，最应该引人注目的性能参数，也是决定硬盘内部传输速度和持续传输速度的第一决定因素。如今硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。从目前的情况来看，10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势，是目前硬盘的主流，而7200rpm及其以下级别的硬盘在逐步淡出硬盘市场。
   内部传输率 
   内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内外部传输率；通常称外部传输率也为突发数据传输率(Burstdata Transfer Rate)或接口传输率，指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度，目前采用Ultra 160 SCSI技术的外部传输率已经达到了160MB/s;内部传输率也称最大或最小持续传输率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘大多在30MB/s到60MB/s之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。
   单碟容量 
   除了对于容量增长的贡献之外，单碟容量的另一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。单碟容量的提高得益于磁道数的增加和磁道内线性磁密度的增加。磁道数的增加对于减少磁头的寻道时间大有好处，因为磁片的半径是固定的，磁道数的增加意味着磁道间距离的缩短，而磁头从一个磁道转移到另一个磁道所需的就位时间就会缩短。这将有助于随机数据传输速度的提高。而磁道内线性磁密度的增长则和硬盘的持续数据传输速度有着直接的联系。磁道内线性密度的增加使得每个磁道内可以存储更多的数据，从而在碟片的每个圆周运动中有更多的数据被从磁头读至硬盘的缓冲区里。 
  平均寻道时间 
  平均寻道时间是指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标，一般在3ms～13ms之间，建议平均寻道时间大于8ms的SCSI硬盘不要考虑。平均寻道时间和平均潜伏时间（完全由转速决定）一起决定了硬盘磁头找到数据所在的簇的时间。该时间直接影响着硬盘的随机数据传输速度。 
  缓存 
   提高硬盘高速缓存的容量也是一条提高硬盘整体性能的捷径。因为硬盘的内部数据传输速度和外部传输速度不同。因此需要缓存来做一个速度适配器。缓存的大小对于硬盘的持续数据传输速度有着极大的影响。它的容量有512KB、2MB、4MB，甚至8MB或16MB，对于视频捕捉、影像编辑等要求大量磁盘输入/输出的工作，大的硬盘缓存是非常理想的选择。

    由于SCSI具有CPU占用率低，多任务并发操作效率高，连接设备多，连接距离长等优点，对于大多数的服务器应用，建议采用SCSI硬盘，并采用最新的Ultra160 SCSI控制器；对于低端的小型服务器应用，可以采用最新的IDE硬盘和控制器。确定了硬盘的接口和类型后，就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标，根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素，并结合资金预算，选定性价比最合适的硬盘方案。在具体的应用中，首先应选用寿命长、故障率低的硬盘，可降低故障出现的几率和次数，这牵扯到硬盘的MTBF（平均无故障时间）和数据保护技术，MTBF值越大越好，如浪潮英信服务器采用的硬盘的MTBF值一般超过120万小时，而硬盘所共有的S.M.A.R.T.（自监测、分析、报告技术）以及类似技术，如seagate和IBM的DST（驱动器自我检测）和DFT（驱动器健康检测），对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。