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一文看懂消费级和企业级机械硬盘的区别

2023-04-05 15:39:46 644

摘要:对于大部分人来说,电脑的配件都属于消费级的,而对应的企业级的配件往往用在工作站或者服务器中,也有部分DIY老鸟对于“退居二线”的企业级硬件钟爱有加,尤其是企业级的硬盘。那么,企业级硬盘和消费级的有什么区别?我们今天简单看看机械硬盘部分。1 ...

对于大部分人来说,电脑的配件都属于消费级的,而对应的企业级的配件往往用在工作站或者服务器中,也有部分DIY老鸟对于“退居二线”的企业级硬件钟爱有加,尤其是企业级的硬盘。那么,企业级硬盘和消费级的有什么区别?我们今天简单看看机械硬盘部分。

1 接口类型

从外观看,企业级机械硬盘和消费级几乎没有什么区别,都是3.5寸或者2.5寸的尺寸,但它们的接口往往是不同的。早期的消费级机械硬盘配备的是IDE(也叫PATA)接口,而同期的机械硬盘使用的基本是SCSI(小型计算机系统接口)接口。由于SCSI直接接入总线,因此有着极低的CPU占用率,速度也更快。

后来消费级机械硬盘将接口改为现在的SATA,理论传输速度也更高。而企业级硬盘也升级到了SAS接口,外观看起来和SATA很像,但是SATA是由ATA协议发展而来,而SAS可以看做是串行的SCSI,加上企业级硬盘也有SATA版本,因此SAS背板可以兼容SATA硬盘,但是SATA是不兼容SAS的,普通PC想要使用SAS接口,就需要转接卡了。

2 盘片转速

除了接口传输效率更高,为了减少机械硬盘的潜伏时间(即磁头到达目标数据所在的磁道后,再寻找到目标数据所在的扇区所需的时间),因此SAS接口的企业级机械硬盘通常速度高达10000RPM甚至15000RPM,而SATA接口版本的则通常为7200RPM,而消费级机械硬盘常见的转速则为7200RPM和5400RPM。

3 容量

和消费级机械硬盘不同,在数据中心中,企业级硬盘往往不是单打独斗,为了进一步提升存储的性能和存储数据的可靠性,硬盘都是组成RAID磁盘阵列的,因此磁盘阵列的总容量远低于所有硬盘的容量总和,加上云计算、大数据业务的盛行,对于硬盘的容量要求也越来高。例如消费级的机械硬盘以1TB、2TB、3TB、4TB等最为常见,而现在的企业级硬盘现单体容量高达十几TB甚至几十TB,例如下面东芝的这款充氦硬盘,容量高达20TB。

4 传输速度

无论是SATA,还是SAS接口,它们都有着非常高的理论传输速率,甚至SATA3的理论带宽也高达6Gbps。但这个只是外部的传输速度,实际的传输速度更受机械硬盘内部传输速度的限制,一方面是上面所说的潜伏时间,而另一个就是硬盘的巡道时间。通常来说,7200RPM的消费级机械硬盘传输速度通常在100--190MB/s左右,而企业级的SATA机械硬盘速度往往能达到220MB/s以上,SAS接口的产品更高达280MB/s以上。

5 内部结构

实际上,所有的机械硬盘内部结构都是相同的,例如都是由磁盘片和磁头组件构成,只是企业级硬盘为了追求更高的容量,往往内部有更多数量的磁盘片,例如东芝的某款产品磁盘片数量高达10片,磁头数量也高达20个。同时,为了保障愈来愈多的磁盘片读写数据的稳定性,近年来的高容量企业级硬盘开始采用密闭的充氦气设计,而消费级的机械硬盘则不是密封的,仍然有和外界相通的“呼吸孔”或者“呼吸道”。

6 缓存容量

我们知道,提升缓存的容量可以提升机械硬盘的性能,因此近年来的机械硬盘缓存容量越来越大,例如7200RPM的消费级机械硬盘缓存往往为16MB或者32MB,而5400转的产品更是达到了64MB。而在企业级硬盘上将缓存容量提升到了128MB以上,充氦气的超高容量产品甚至更高达512MB。

7 可靠性和寿命

为了满足服务器7*24小时不间断稳定运行需求,企业级硬盘往往拥用更高的使用寿命和平均无故障时间,除此之外,很多企业级硬盘还提供了额外的安全防护,例如掉电数据防护,在突然断电的情况下尽量在断电前把数据从缓存写到碟片来降低损失;配备抗震传感器,检测到过大的振动时保障盘片和磁头组件的安全从而提高可靠性等。除此之外,消费级机械硬盘为了提升容量,往往会采用叠瓦式SMR记录方式,因此在可靠性方面广受诟病。而企业级而企业级硬盘基本都是垂直记录CMR。

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