目前,互联网站长担心的不外乎网站服务器。随着访问量的增加,服务器开始感到不堪重负,不仅性能变得低下,有时甚至干脆停止“罢工”。主要原因是什么?多年前,中网科技经过多次测试,终于发现“罪魁祸首”是硬盘!由于服务器全天24小时运行,超长的读写时间加速了硬盘的老化,再加上网站访问量的增加,机械头的读写频率加剧,使得服务器的负载能力明显降低。如果服务器感觉不够快?据推测,I/O吞吐量性能是一个重要的瓶颈。
如果更换传统硬盘,感觉帮助有限,因为机械硬盘这么多年来性能并没有太大的突破,使用几年后很容易因机械磨损而损坏,成为影响服务器性能的最大瓶颈。目前,提高硬盘内部性能的主要途径是提高磁盘主轴转速和磁头寻道速度,提高磁盘的数据存储密度。但是,从目前电机技术发展水平来看,虽然主轴转速已经突破了15000RPM,但是由于更高的转速必然意味着稳定性、散热性等方面的性能下降,所以主轴转速的提高是有限的;磁头寻道速度也受到这种机电技术水平的限制。目前,更换ssd是提高服务器速度最关键的途径。
固态硬盘(SSD)由于没有机械结构,抗震性能优异,读写速度可达180MB-600MB/S /秒,并内置大容量缓存,使系统的整体运行效率大大提高,特别是对于日常使用频繁的小文件访问,效率提高了5倍以上。目前,一块典型的SSD硬盘每秒可以进行16000次随机读写,是传统硬盘的80倍。一般来说,在使用高随机读写的环境下,1块SSD硬盘可以作为30块传统硬盘使用;Web服务器、数据库服务器和文件服务器对随机读写性能要求较高,而ssd的高读写性能可以更好地满足上述应用需求。
硬盘性能瓶颈限制了服务器的增长:
硬盘(英文名称:Hard Disc Drive,简称HDD,全称:Winchester Hard disk)作为PC机和服务器的主要存储设备之一,在整个服务器系统中起着重要的作用,我们的大部分数据都是通过硬盘来存储的。
为什么硬盘是服务器系统的最后一个性能劣势?当前服务器配件如:CPU、内存、显卡等配件可谓日新月异,但硬盘的发展却十分缓慢,从1956年9月IBM推出世界上第一块硬盘至今,主流硬盘的速度多年来一直保持在7200RPM,除了容量还能不断提高外,其他方面的性能一直无法得到更有效的提升。可以说,硬盘的性能在一定程度上限制了服务器系统的整体性能。世界上第一个硬盘的容量只有5米,是一个由50个直径24英寸的磁盘组成的庞然大物。现在,即使是3.5英寸也是难以忍受的。可以看出,在应用需求的驱动下,硬盘,尤其是服务器硬盘,在整体性能提升的问题上将会有更好的技术出现。毫无疑问,技术的发展是永无止境的,硬盘厂商之间的竞争和用户日益增长的消费需求自然会推动更新更好的硬盘技术的出现。
为什么硬盘的性能不能快速增长?主要的制约因素是什么?在回答这个问题之前,我们先来了解一下硬盘的内部结构:硬盘主要包括:盘片、读写磁头、磁盘主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等部分。(需要提醒的是,一定不要随意打开硬盘外壳,因为硬盘内部不能沾染灰尘,否则会立即报废。)
硬盘性能的提升,通俗来说就是单位时间内磁头能读的扇区越多,性能就越好,所以只能通过提高磁盘的速度和提高磁道密度来实现。主流硬盘的速度在7200转/分几乎是不可能突破的,如果超过10000转/分,不仅硬盘的成本会增加很多,而且热噪声也会增加很多,而且磁道密度想要提高也非常困难,所以硬盘的性能谈不上快速增长。
但是,随着科学技术的发展,现在有各种各样的方法来改变这种情况,这在一定程度上解决了服务器系统中硬盘的性能问题。今天我们就通过多个评估项目来对比分析这些不同方法之间的性能差异,让大家了解哪种方法更适合自己?
服务器通过以下方式提升磁盘性能:
高性能机械硬盘,转速可达10000rpm或15000 RPM。主要用于企业应用和高端桌面硬盘一直是高端桌面硬盘的标志,随着服务器硬盘技术的引入,大大降低了硬盘性能的瓶颈效应,是桌面高性能机械硬盘的末代王者。
2. 使用2块以上的硬盘创建RAID。RAID是独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk)的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。目前支持RAID0 ~ RAID7模式。从日常应用的角度来看,RAID0的磁盘阵列方式最适合普通用户,它不仅可以大大提高硬盘的性能,而且不会牺牲硬盘的容量。
第三,基于闪存存储介质的固态硬盘。固态磁盘(Solid State Disk或Solid State Drive),又称电子硬盘或固态电子磁盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。其读取速度比机械硬盘快,寻道时间几乎为0,具有不怕振动和冲击,无工作噪音,发热量极低等优点。
一种将闪存直接集成到传统硬盘中的混合硬盘。所谓混合硬盘(HHD),又称固态混合硬盘(SSHD),可以看作是介于传统机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)之间的一种产品,在机械硬盘的基础上添加少量NAND闪存,将闪存模块直接集成到硬盘中。在原有普通机械硬盘大容量的基础上,还能提供更快的读写速度。