文档介绍：IDE RAID与Serial ATA篇
序言,IDE RAID:PC存储技术的大热门
在并行ATA发展的同时,RAID技术也逐渐由高端的SCSI领域侵入IDE领域,这便是我们今天颇为常见的IDE RAID技术。如果说目前大力推广的Serial ATA是一项为硬盘性能提升扫除接口瓶颈效应的技术,那么IDE RAID便是一项可以立竿见影地提高磁盘系统性能与安全性的技术。RAID是英文“Redundant Array of Independent Disks”的缩写,意为“容错式独立磁盘阵列”,一般简称为磁盘阵列,一开始被用于SCSI领域,目的在于通过多个磁盘驱动器的协同来实现高性能或高安全性的目的,而引入到IDE在领域后,高性能便成为其发展的主要热点,这也是IDE RAID 0模式大受欢迎的主要原因,我们今天都可以在华硕(ASUS)、技嘉(Gigabyte)、微星(MSI)、磐正(EPoX)和升技(Abit)等品牌的高档PC主板中看到它的身影。
到目前为止,应用于IDE领域的RAID还是以并行ATA接口的RAID为主,但由于并行ATA所面临的速度极限问题,业界纷纷开始推广更优秀的Serial ATA接口,因此RAID技术也已经开始了向串行技术的引渡,由于成本进一步降低,Serial ATA+RAID模式变得非常流行,几乎所有非芯片组厂商拿出的Serial ATA控制芯片都带有RAID 0和1功能,这样,我们可望着在两年内看到Serial ATA与RAID技术的完美结合。也出于这些原因考虑,我们将IDE RAID与Serial ATA的内容放在一起介绍,当然在介绍IDE RAID技术时,我们同样会对当前仍是主流的并行ATA RAID产品进行介绍和分析。
IDE RAID:PC存储技术的大热门
倘若以工作模式划分,RAID通常有0、1、0+1、2、3、4、5等模式,其中RAID 3、4、5通常只用于服务器/工作站领域,RAID 0和RAID 1则多见于PC,RAID 2目前则相当少见。若以使用的硬盘接口分,RAID又可分为SCSI RAID和IDE RAID,前者用于高端领域,具有RAID等级高、可连接硬盘数量多和CPU占用率低等优点,当然价格也相当昂贵;我们在PC中常见的都是IDE RAID,且仅限于RAID 0和RAID 1两种级别,下面,我们就对大家常接触到的RAID 0和RAID 1作简单介绍;至于其他RAID方式,因在PC中很少使用,我们就不多浪费笔墨,有兴趣的读者可自行参考附表一。
快速但不安全的RAID 0
RAID 0是所有RAID规格中速度最快但可靠性最差的磁盘阵列模式。大家都知道,RAID 0不仅可以将多块硬盘连接起来形成一个容量更大的存储设备,而且还可以获得近乎翻倍的性能提升。那么,这一切是如何实现的呢?
这与RAID 0的数据存储模式有关。为阐明这一点,在介绍高性能的RAID 0之前,让我们来了解一下另一种很少使用的模式?D?D串联式RAID 0。
RAID 0有并联和串联两种方案,前者就是我们印象中高性能的RAID 0,而后者则是通过RAID控制器将多个硬盘简单串联起来、成为一个容量更大的逻辑盘(即JBOD模式),其目的纯粹是为了增加硬盘的容量。它写入数据的方式是写满第一个硬盘后再转移到第二个硬盘、读取工作也是如此,这样它的性能同单块硬盘没什么区别。由于作用有限,性能也得不到提升,因此很少用户愿意构建这样的串联式RAID 0系统。
图注:串联式RAID 0模式(JBOD模式)的工作原理
如上图,串联式RAID 0模式(JBOD模式)只是增加了硬盘的存储空间(相当于将两块硬盘作为一个大的逻辑盘),存储性能没什么提升,而可靠性则降低了一半。
我们通常说的RAID 0实际上都是并联式RAID 0模式。与串联式的顺序读写不同,并行模式的RAID 0在读写时同时地对多个硬盘作并行操作。写入时,数据会以设定的交叉存储区域(即带区集,Striping)的大小为单位均匀分割成等量的数据块,然后被分别存放到几个硬盘中;而在读取时,目标数据则被同时从多块硬盘中同时取出并经控制器组合成完整的文件。假如使用双硬盘RAID 0,那么当我们写入100MB数据时,每个硬盘只分到50MB,在硬盘的理论数据传输率没有多少改变的情况夏,数据存取的操作时间在理想状况下减少到了单硬盘模式的1/2,换言之便是速度提高了一倍!当然这只是理论上的情况,实际的RAID 0系统带来的性能提升在70%~100%之间浮动,这取决于系统搭配是否稳健均衡。
然而并联式RAID 0并不完美,事实上,数据可靠性极差是它致命的缺陷。由于数据被分成区块同时存储在不同硬盘中,一旦某一硬盘故障、数据无法恢复时,另一块硬盘的数据也将化为乌有,显然其可靠