RAID卡发展历史(ofDisk)技术介绍

RAID卡发展历程

近年来，随着互联网的飞速发展，服务器的稳定性越来越受到重视。对于用户来说，最大的痛苦是硬盘损坏和数据丢失。面临等待数据传输的麻烦。为了解决这两个问题，RAID技术应运而生。

RAID技术诞生于1987年，由加州大学伯克利分校提出。RAID是“Array of Disk”的缩写，中文意思是冗余独立磁盘阵列。简单地说，RAID是一种将多个独立的硬盘（物理硬盘）以不同的方式组合成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和数据冗余的技术。冗余磁盘阵列的最初目的是结合小型廉价磁盘来代替昂贵的大型磁盘，以降低海量数据存储的成本。访问丢失，从而发展了一定程度的数据保护技术，可以适当提高数据传输速度。

原来的RAID技术只用在高端服务器上，与高端SCSI硬盘配合使用。近来随着技术的不断发展和产品成本的降低，IDE硬盘的性能有了很大的提升，而RAID芯片的普及使得RAID技术逐渐在个人电脑领域得到应用。

我们生活中常用的RAID卡主要有3个厂家，分别是：LSI、LSI。这三个品牌中，我们应该对这两个比较熟悉，而LSI主要是针对服务器的。在这里我们主要向您介绍这个品牌的产品。早在P3时代，阵列卡就已经为广大发烧友所熟知，随后推出了两款颇具代表性的产品。产品种类的增加也带来了芯片的不断发展。在我们刚才提到的产品中，它是一个更早使用芯片的产品。模式，CPU使用率更低。之后，引入了标准的/20277芯片，让接口的硬盘发挥了最后的余热。SATA标准的推出，可以说是后IDE时代的一次重要技术变革。

常见的 RAID 阵列方法

刚才给大家简单介绍了RAID卡的发展历史。接下来，我们来看看几种常见的RAID阵列方法。常见的RAID阵列组合有：RAID0、RAID1、、RAID5、RAID6等。

RAID 0：条带组没有错误控制

要实现 RAID0硬盘阵列有什么用，必须有两个以上的硬盘驱动器。RAID0 实现了一个条带组。数据不是存储在一个硬盘上，而是分成数据块存储在不同的驱动器上。由于数据分布在不同的驱动器上，数据吞吐量大大提高，驱动器更加平衡。将确切需要的数据放在不同的驱动器上是最有效的。无需计算校验码，易于实现。它的缺点是它没有数据错误控制，如果一个驱动器中的数据错误，即使另一个磁盘上的数据正确，也无济于事。不应该在需要高数据稳定性的情况下使用。如果用户进行图像（包括动画）编辑等需要较大传输的场合，则更适合使用RAID0。同时，RAID可以提高数据传输率。例如，要读取的文件分布在两块硬盘上，可以同时读取两块硬盘。那么原来读取同一个文件的时间就缩短到了1/2。

RAID 1：镜像结构

对于使用这种 RAID1 结构的设备，RAID 控制器必须能够同时读取两个磁盘并写入两个镜像磁盘。从下面的框图中您还可以看到必须有两个驱动器。由于镜像结构，当一组磁盘出现问题时，可以通过镜像来提高系统的容错能力。它相对容易设计和实现。每次磁盘读取只能读出一条数据，这意味着数据块传输率与单独磁盘的读取率相同。因为RAID1的校验和非常完整，对系统的处理能力影响很大。通常RAID功能是通过软件实现的，这样的实现方式在服务器负载较重的情况下会极大地影响服务器的效率。当你的系统需要极高的可靠性时，比如数据统计，更适合使用RAID1。而且，RAID1技术支持“热更换”，即在不中断电源的情况下更换故障磁盘，更换后可以从镜像磁盘中恢复数据。当主硬盘损坏时，镜像硬盘可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份盘。可想而知，这种硬盘模式的安全性很高，但后果就是硬盘容量的利用率很低，只有50%，是所有RAID级别中最低的。

(0+1）：高可靠高效的磁盘结构

该模式实际上是RAID0+1模式。这种结构无非是条带结构加镜像结构。由于两种结构各有优缺点，可以相辅相成，实现高效率和高速度并重。这种新结构可以通过结合两种结构的优点和缺点来理解。这种新结构的价格高，扩展性不好。主要用于不太容易，但需要速度和错误控制的数据库。

RAID5：具有分布式奇偶校验的独立磁盘结构

从它的示意图可以看出，它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中p0代表第0个波段的奇偶校验值，其他含义同理。RAID5读效率高，写效率一般，块集体访问效率好。由于奇偶校验位于不同的磁盘上，因此可靠性得到了提高。但对数据传输的并行性不利，控制器的设计也相当困难。RAID 3 和 RAID 5 之间的重要区别在于 RAID 3 中的每次数据传输都涉及所有阵列磁盘。对于 RAID 5，大多数数据传输仅在一个磁盘上运行，并且可以并行运行。在 RAID 5 中存在“写丢失”，即每次写操作都会发生四次实际的读/写操作硬盘阵列有什么用，其中两次读取旧数据和奇偶校验信息，

RAID6：具有两个分布式存储奇偶校验的独立磁盘结构

名字很长，但是看到图片就马上明白为什么了，请注意p0代表第0个band的奇偶校验值，pA代表数据块A的奇偶校验值。是对RAID5的扩展主要用于要求数据绝对无差错的场合。当然，由于引入了第二个奇偶校验值，需要N+2个磁盘。同时，控制器的设计变得非常复杂，写入速度也不好。它用于计算奇偶校验值并验证数据。正确性需要更多时间，从而造成不必要的负担。我认为除了军队之外没有人能负担得起这样的事情。

其实除了以上我们常用的RAID阵列模式外，还有RAID2、3、4、7、50、53不常在日常生活中使用。介绍了这么多，相信大家对RAID阵列技术有了一定的了解。接下来就和我们一起看看本次测试的主角RAID阵列卡吧。

卡片介绍

RAID卡外观

RAID卡1局部特写

板上有两个芯片，单个芯片可以为SATA II、3 Gbps PCI-X行业的主机控制器提供4到8个端口。该产品基于业界领先的串行ATA PHY技术，为OEM客户提供了理想的串行硬盘服务器和存储阵列以及RAID适配器的应用解决方案。设备使用证明 ATA II 物理层 (PHY) 技术同样支持 1.5 和 3Gbps 操作。可配置的总端口物理层 (PHY) 前端焦点和多样化设置支持高速背板实施。该芯片在性能方面表现出色，选择的扩频冲孔 (SSC) 可在高密度硬盘驱动器 (HDD) 子系统中提供最佳的电磁干扰 (EMI)。

RAID卡2局部特写

PCB版中间印有注册商标，请不要小看右图中的这款芯片，它是公司最近推出的一种新型铁电随机存取存储器，型号为。该存储器克服了与FLASH器件相比写入时间长、擦写次数少的缺点，价格相对低廉。文章介绍了主要特点和引脚功能，并在此基础上给出了基于它的高速数据存储系统的设计方案。同时给出了存储器与单片机的接口连接电路。

RAID卡组件特写

RAID卡3局部特写

RAID卡接口下方有16个LED灯。当硬盘处于工作状态时，硬盘相应的LED灯会自动显示。另外，我们可以看到上右图的卡上有四个专用的SATA硬盘接口。这种接口无法连接普通的SATA硬盘线，所以本卡自带4条专用SATA数据线。.

缓存特写，点击放大

RAID卡配备265MB DDR ECC缓存，前后共5个。缓存采用著名粒子，粒子数-6B-E，产地台湾。

RAID卡4局部特写

RAID卡5局部特写

测试性能和结论

我们使用的测试平台是之前报价2999元的DELL服务器，配置为：奔腾D820处理器+1GB ECC DDR2 533内存+160G 7200.9*8 SATA串口硬盘，以上配置同原配置略有改动。

连续阅读测试

连续写测试

随机阅读测试

随机写测试

测试分析：

在 8 块磁盘的 RAID5 下，该块的连续读取性能和连续写入性能相对较低。在CPU使用率方面，随机读比连续读低10%以上，但随机写和连续写的区别时不时地不明显。整个测试过程中CPU使用率一直很低，这无疑提高了整体系统的稳定性。

结论：

从平衡成本和性能的角度来看，RAID5是更好的选择，主要是因为RAID5可以防止数据损坏，同时使用同步检查，RAID5也会在所有硬盘上交替存储同步检查；因此，每增加一块硬盘，RAID5的效率都会有所提升，同时在重建数据时，也不会花太多力气；如果其中一个硬盘发生故障，它仍然可以被读写，直到找到新的硬盘来替换它。数据。从性能测试可以看出，它与RAID5、RAID6具有同样的优势；但是，对于可靠性至关重要的系统，RAID6 是首选。

作为 SCSI 卡的替代品，首先，PCI-E 8X 插槽提供 4GB/s 带宽，是工业标准服务器的理想解决方案。它具有更快、更灵活的安全解决方案，同时确保快速数据访问。更值得一提的是理想的磁盘性能，无论从性能还是易用性来说，都是一款性价比高的产品。此外，价格在3XXX元左右，相信很多企业用户都将其作为低成本存储的首选。

文章来源:https://memory.zol.com.cn/27/276975_all.html

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