SATA SAS SSD 硬碟介紹和評測

SATA

SA他的全稱是Serial Advanced Technology Attachment，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的規範。

SATA硬碟採用新的設計結構，資料傳輸快，節省空間，相對於IDE硬碟具有很多優勢：

　　1 .SATA硬碟比IDE硬碟傳輸速度高。目前SATA可以提供150MB/s的高峰傳輸速率。今後將達到300 MB/s和600 MB/s。到時我們將得到比IDE硬碟快近10倍的傳輸速率。

　　2． 相對於IDE硬碟的PATA40針的資料線，SA他的線纜少而細，傳輸距離遠，可延伸至1米，使得安裝裝置和機內佈線更加容易。聯結器的體積小，這種線纜有效的改進了計算機內部的流動，也改善了機箱內的散熱。

　　3． 相對於IDE硬碟系統功耗有所減少。SATA硬碟使用500毫伏的電壓就可以工作。

　　4. SATA可以透過使用多用途的晶片組或序列——並行轉換器來向後相容PATA裝置。由於SATA和PATA可使用同樣的驅動器，不需要對作業系統進行升級或其他改變。

　　5． SATA不需要設定主從盤跳線。BIOS會為它按照1、2、3順序編號。這取決於驅動器接在哪個SATA聯結器上（安裝方便）。而IDE硬碟需要設定透過跳線來設定主從盤。 

　　6． SATA還支援熱插拔，可以象隨身碟一樣使用。而IDE硬碟不支援熱插拔。

 

SAS

SAS(Serial Attached SCSI)即序列連線SCSI，是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同，都是採用序列技術以獲得更高的傳輸速度，並透過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI介面之後開發出的全新介面。 此介面的設計是為了改善儲存系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬碟的相容性。SAS的介面技術可以向下相容SATA。

從介面標準上而言，SATA是SAS的一個子標準，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬碟，但是SAS卻不能直接使用在SA他的環境中，因為SATA控制器並不能對SAS硬碟進行控制

 

SSD

SSD是摒棄傳統磁介質，採用電子儲存介質進行資料儲存和讀取的一種技術，突破了傳統機械硬碟的效能瓶頸，擁有極高的儲存效能，被認為是儲存技術發展的未來新星。

 　　固態硬碟的全積體電路化、無任何機械運動部件的革命性設計，從根本上解決了在移動辦公環境下，對於資料讀寫穩定性的需求。全整合化設計可以讓固態硬碟做成任何形狀。與傳統硬碟相比，SSD固態電子盤具有以下優點：

　　第一，SSD不需要機械結構，完全的半導體化，不存在資料查詢時間、延遲時間和磁碟尋道時間，資料存取速度快，讀取資料的能力在100M/s以上，最高的目前可達300M/s 

　　第二，SSD全部採用快閃記憶體晶片，經久耐用，防震抗摔，即使發生與硬物碰撞，資料丟失的可能性也能夠降到最小。 

　　第三，得益於無機械部件及FLASH快閃記憶體晶片，SSD沒有任何噪音，功耗低。

　　第四，質量輕，比常規1.8英寸硬碟重量輕20-30克，使得便攜裝置搭載多塊SSD成為可能。同時因其完全半導體化，無結構限制，可根據實際情況設計成各種不同介面、形狀的特殊電子硬碟。

 

效能評測

作業系統 ubuntu 12.04 

測試工具 fio

以順序讀為例子，命令如下:fio -name iops -rw=read -bs=4k -runtime=60 -iodepth 32 -filename /dev/sda6 -ioengine libaio -direct=1

其中 rw=read表示隨機讀，bs=4k表示每次讀4k,filename指定對應的分割槽，這裡我是/dev/sda6,direct=1表示穿越linux的快取

以下我們會依次測試sata硬碟，sas硬碟，ssd硬碟的順序讀，隨機讀，順序寫，隨機寫的速度

 

順序讀

測試命令:fio -name iops -rw=read -bs=4k -runtime=60 -iodepth 32 -filename /dev/sda6 -ioengine libaio -direct=1

SATA
Jobs: 1 (f=1): [R] [16.4% done] [124.1M/0K /s] [31.3K/0  iops] [eta 00m:51s] SAS
Jobs: 1 (f=1): [R] [16.4% done] [190M/0K /s] [41.3K/0  iops] [eta 00m:51s] SSD
Jobs: 1 (f=1): [R] [100.0% done] [404M/0K /s] [103K /0 iops] [eta 00m:00s]

可以看到 在對4KB資料包進行連續讀的情況下:

SSD其速度可以達到404MB/S，IOPS達到103K/S

SAS其速度可以達到190MB/S，IOPS達到41K/S

SATA其速度可以達到124MB/S，IOPS達到31K/S

順序讀，SAS總體表現是SATA硬碟的1.3倍，SSD總體表現是sata硬碟的4倍。

 

隨機讀

測試命令 fio -name iops -rw=randread -bs=4k -runtime=60 -iodepth 32 -filename /dev/sda6 -ioengine libaio -direct=1

SATA
Jobs: 1 (f=1): [r] [41.0% done] [466K/0K /s] [114 /0  iops] [eta 00m:36s] SAS
Jobs: 1 (f=1): [r] [41.0% done] [1784K/0K /s] [456 /0  iops] [eta 00m:36s] SSD
Jobs: 1 (f=1): [R] [100.0% done] [505M/0K /s] [129K /0 iops] [eta 00m:00s]

隨機讀，SAS總體表現是SATA硬碟的4倍，SSD總體表現是sata硬碟的一千多倍。

 

順序寫

測試命令:fio -name iops -rw=write -bs=4k -runtime=60 -iodepth 32 -filename /dev/sda6 -ioengine libaio -direct=1

SATA
Jobs: 1 (f=1): [W] [21.3% done] [0K/124.9M /s] [0 /31.3K iops] [eta 00m:48s]
SAS
Jobs: 1 (f=1): [W] [21.3% done] [0K/190M /s] [0 /36.3K iops] [eta 00m:48s]
SSD
Jobs: 1 (f=1): [W] [100.0% done] [0K/592M /s] [0 /152K  iops] [eta 00m:00s]

同樣的4KB資料包順序寫的情況下，SSD卡的成績為592MB/S，IOPS為152K。而本地硬碟僅為118MB/S，IOPS僅為30290。

 

隨機寫

測試命令: fio -name iops -rw=randwrite -bs=4k -runtime=60 -iodepth 32 -filename /dev/sda6 -ioengine libaio -direct=1

SATA
Jobs: 1 (f=1): [w] [100.0% done] [0K/548K /s] [0 /134 iops] [eta 00m:00s]
SAS
Jobs: 1 (f=1): [w] [100.0% done] [0K/2000K /s] [0 /512 iops] [eta 00m:00s]
SSD
Jobs: 1 (f=1): [W] [100.0% done] [0K/549M /s] [0 /140K  iops] [eta 00m:00s]

在接下來的4KB資料包隨機寫操作中，SSD卡再次展示了其高超的IO效能，高達549MB/S的隨機寫速率，IOPS高達140K。相比之下，本地硬碟的隨機讀寫僅為548KB/S，IOPS為134。