SATA SAS SSD 硬盘介绍和评测

SATA


SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。


SATA硬盘采用新的设计结构，数据传输快，节省空间，相对于IDE硬盘具有很多优势：


　　1 .SATA硬盘比IDE硬盘传输速度高。目前SATA可以提供150MB/s的高峰传输速率。今后将达到300 MB/s和600 MB/s。到时我们将得到比IDE硬盘快近10倍的传输速率。


　　2． 相对于IDE硬盘的PATA40针的数据线，SATA的线缆少而细，传输距离远，可延伸至1米，使得安装设备和机内布线更加容易。连接器的体积小，这种线缆有效的改进了计算机内部的空气流动，也改善了机箱内的散热。


　　3． 相对于IDE硬盘系统功耗有所减少。SATA硬盘使用500毫伏的电压就可以工作。


　　4. SATA可以通过使用多用途的芯片组或串行——并行转换器来向后兼容PATA设备。由于SATA和PATA可使用同样的驱动器，不需要对操作系统进行升级或其他改变。


　　5． SATA不需要设置主从盘跳线。BIOS会为它按照1、2、3顺序编号。这取决于驱动器接在哪个SATA连接器上（安装方便）。而IDE硬盘需要设置通过跳线来设置主从盘。 


　　6． SATA还支持热插拔，可以象U盘一样使用。而IDE硬盘不支持热插拔。


 


SAS


SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。SAS的接口技术可以向下兼容SATA。


从接口标准上而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘，但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中，因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制


 


SSD


SSD是摒弃传统磁介质，采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈，拥有极高的存储性能，被认为是存储技术发展的未来新星。


 　　固态硬盘的全集成电路化、无任何机械运动部件的革命性设计，从根本上解决了在移动办公环境下，对于数据读写稳定性的需求。全集成电路化设计可以让固态硬盘做成任何形状。与传统硬盘相比，SSD固态电子盘具有以下优点：


　　第一，SSD不需要机械结构，完全的半导体化，不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间，数据存取速度快，读取数据的能力在100M/s以上，最高的目前可达300M/s 


　　第二，SSD全部采用闪存芯片，经久耐用，防震抗摔，即使发生与硬物碰撞，数据丢失的可能性也能够降到最小。 


　　第三，得益于无机械部件及FLASH闪存芯片，SSD没有任何噪音，功耗低。


　　第四，质量轻，比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克，使得便携设备搭载多块SSD成为可能。同时因其完全半导体化，无结构限制，可根据实际情况设计成各种不同接口、形状的特殊电子硬盘。


 


性能评测


操作系统 ubuntu 12.04 


测试工具 fio


以顺序读为例子，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表示随机读，bs=4k表示每次读4k,filename指定对应的分区，这里我是/dev/sda6,direct=1表示穿越linux的缓存


以下我们会依次测试sata硬盘，sas硬盘，ssd硬盘的顺序读，随机读，顺序写，随机写的速度


 


顺序读


测试命令: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 在对4KB数据包进行连续读的情况下:


SSD其速度可以达到404MB/S，IOPS达到103K/S


SAS其速度可以达到190MB/S，IOPS达到41K/S


SATA其速度可以达到124MB/S，IOPS达到31K/S


顺序读，SAS总体表现是SATA硬盘的1.3倍，SSD总体表现是sata硬盘的4倍。


 


随机读


测试命令 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]


随机读，SAS总体表现是SATA硬盘的4倍，SSD总体表现是sata硬盘的一千多倍。


 


顺序写


测试命令: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]


同样的4KB数据包顺序写的情况下，SSD卡的成绩为592MB/S，IOPS为152K。而本地硬盘仅为118MB/S，IOPS仅为30290。


 


随机写


测试命令: 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]


在接下来的4KB数据包随机写操作中，SSD卡再次展示了其高超的IO性能，高达549MB/S的随机写速率，IOPS高达140K。相比之下，本地硬盘的随机读写仅为548KB/S，IOPS为134。