企业级vs消费级技术:部件大比拼(下)

本文是 《企业级vs消费者级技术:部件大比拼》下篇,上篇请见:《企业级vs消费者级技术:部件大比拼(上) 》。

插槽

工作站和服务器需要现代的平台所能提供的一切处理能力。有时这意味着要把四个最先进的GPU凑到一起,装到一个图形处理的机器上。在这种情况下,气流就扮演着一个重要的角色。来看看Supermicro CSE-747TG-R1400B-SQ机箱提供的九个扩展卡插槽是怎么办到的。几乎所有的消费者级塔式机箱最多也就是八个插槽。即使所有的插槽都被占用,额外的空间也能给系统内部提供更多的气流。此外,注意插槽附近的区域几乎是敞开的,只有一个金属网。

存储和散热

许多企业级塔式机箱会为存储驱动器留有许多硬盘位。容纳十个驱动器或更多的空间不足为奇。不太常见的是这些驱动器可以热插拔,许多不能停机进行硬盘维护的服务器都需要这一功能。热插拔不仅需要可以从前置滑道取出的驱动器,而且驱动器必须插进机箱的配套背板上。

此外,如此频繁使用,大容量的硬盘需要适当的风冷,这也是前置仓门需要防尘滤网的原因,风扇需要把冷空气从前面吸入,有效地从机箱后部排出。设计差的机箱不能有效地让气流通过,使热量都集中在机箱内部。出色的企业级设计会采取一系列必要措施防止这一现象发生。

电源

如今每个计算部门都在强调节约电能。一个80 PLUS供电设备在20%,50%,100%负荷时能源转化率要达到80%。这比许多低端供电设备上60%或70%的转换率要好得多,但它还是逊色于更严格的80 PLUS Platinum(分别为90%,92%,89%)和80 PLUS Titanium(94%,96%,91%)规格。高端消费者级供电设备一般只能达到80 PLUS Gold的水平(88%,92%,88%),但是企业级供电设备通过采用数字开关而非使用模拟电路的传统开关,已经超过这一水平。在低负荷情况下能产生5%到10%的能效提升,总谐波失真改善了15%,而且还改善了监测能力。

存储:SAS vs SATA

虽然SATA和SAS硬盘接口外观上有些相似,而且实际上也电兼容(SATA硬盘能在很多SAS控制器上使用的原因),但是两种技术还是有很多不同的。SAS驱动器使用更先进的控制器,通常具有更高的转速,所以需要更细微的调试,还提供更好的故障前诊断。而且,由于SAS驱动器可以双端口连接(第二组引脚线在数据连接器的底部),管理员可以设置驱动器用于故障转移。上面所说的这些功能在消费者级SATA驱动器上都没有。

在撰写本文时还没有扩展SATA接口超过6 Gb/s的正式计划。鉴于现有固态硬盘500 MB/s(也就是4 Gb/s——八位为一字节),我们正处于出现瓶颈的一个时期。大多数消费者都不太能够感受到这一窘境,但是对于使用固态硬盘,以存储为主的应用的企业来说就十分明显了。这就是SAS驱动器的双端口功能显得如此重要的原因。现在的SAS驱动器的两个数据流,仍然有大量的备用带宽。今年晚些时候,开始使用4个数据流,2014年将会看到制造商使用12 Gb/s的通道,甚至更多。同时,一种24 Gb/s SAS的规格正在开发当中。

SLC vs MLC

几年前,单层单元(SLC)NAND闪存用于企业,而多层单元(MLC)NAND用于消费者级驱动器已经是老生常谈了。更贵的SLC更快,NAND颗粒耐久度是MLC的10倍,而MLC的优势在于更大的容量和更低的价格。最近,这两者之间的差异正在消失。像英特尔这样的顶级公司正在不断鼓吹企业级MLC,或eMLC。这种更高级的MLC在耐久度上已和SLC相差不远,同时还保有MLC的容量优势。因此,SLC在企业级固态硬盘中越来越难觅踪影了。

旋转振动(RV)补偿

除了接口的不同以外(SAS,光纤通道,等等),企业级驱动器通常会集成更多的数据完整性检测功能。其中一例就是旋转振动补偿。企业级存储驱动器经常被安放在机架内,一般和许多其他驱动器放在一个机箱里。每个驱动器都会轻微地振动,累积起来,这些振动就会产生谐波——超大型振动。消费者级的硬盘在这种情况下就非常容易发生轨道错误,读/写磁头会被振得偏离正确的轨道。企业级驱动器中的旋转振动补偿可以检测这些振动的运动情况,并抵消这些运动,确保磁头呆在正确的位置,从而保护数据。

其他因素

许多其他因素可以区分企业级硬盘和消费者级产品。这张来自英特尔的表格包括了大部分主要因素。简而言之,企业级驱动器组件更加坚固耐用。企业级硬盘主轴固定在两端而非一端,而且还有机械控制高速旋转的介质产生的空气乱流。企业级硬盘集成更多的错误处理,更多指令队列,和可变的扇区大小。所有这一切都增加了更长的平均无故障工作时间(MTBF)评级,更长的工作周期,和更长的更换保修期。

温度

企业级设备承受更高的环境范围,特别是温度。图中我们看到的是英特尔为检验主板以及西部数据为硬盘使用的烤箱。虽然这不太切合实际,但要记住,企业可能会在通风不良,高密度的条件下运行设备,需要的空调越多,每月的能源支出就越高。此外,比如当一个系统风扇坏了,机箱内部的温度就会迅速攀升,危及硬件和数据。一个更耐高温的组件可以防止这种情况发生。这也体现了我们在本文中所讲到的企业级部件的质量。消费者级别的设备也能工作,但是很可能在高负荷和长时间的运行下表现欠佳。