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揭开SATA和SCSI之间的恩怨情仇(4)

    四、SATA能否借助SAS来挤走SCSI?

    现在的问题在于,SATA可否借助SAS这样一个特洛伊木马来征服企业级市场,并最终取代SCSI呢?虽然SCSI的性能要快上两倍,但价格却贵上4倍之多,而且容量还不到是SATA的三分之一。可见,如果为了获得同样的容量而多花了十倍的价钱,这就很荒诞了。

    跟服务器一样,企业级磁盘所拥有的可靠性、可用性和可服务性等RAS特性(Reliability, Availability 和Serviceability),使其TCO要比桌面级硬盘更容易得到控制。企业级硬盘具有更高的可靠性,采用更坚固的封装、高品质的磁头、具有智能伺服算法的昂贵但更可靠的旋转引擎。而且,SCSI磁盘驱动器电子特性能够执行更多的数据完整性检验。

    希捷公司近期的一项测试表明,SATA和实际应用中的企业级硬盘还是存在不小的差距。虽然跟桌面硬盘相比,企业级硬盘的失误率相接近或略高一些,但这并不意味着两者是相同的。因为,企业级磁盘是在高强度、高随机的任务环境下测试的,而桌面硬盘是在桌面级工作负载的环境下测试的。测试表明,在服务器环境下桌面硬盘的失误率是其在正常桌面级应用中的两倍。在运行随机服务器或事务处理工作负载时,SATA硬盘的失误率更是达到了4倍。也就是说,在事务处理数据库环境中采用SATA硬盘是很不明智的做法,必须采用可专门应对服务器负载的SCSI/SAS企业级磁盘。

     即使是专门为企业级存储架设计,比桌面硬盘更可靠的SATA硬盘,如希捷的“Nearline”和西部数据的“Raid Edition”,也并不是为关键任务和随机事务处理应用环境设计的。这类硬盘的MTBF比典型的企业级硬盘至少要低20%,在用于高随机服务器工作环境下,失误率跟桌面产品差不多。

    平均而言,当前的SATA硬盘每读或写12.5TB数据时就会碰到一个不可恢复的错误(EUR of 1 in 1014 bits)。而SCSI/SAS磁盘这类错误的机率要少100倍。看起来,EUR数值小得几乎可以忽略不计,但在RAID5或RAID6环境下,当一个硬盘发生错误,情况就不一样了。重建一个200GB SATA硬盘的RAID5阵列,需要读写1TB的数据——读0.8TB和写0.2TB。因此,在SATA阵列中EUR的机率是1/12.5,即8%。而在SCSI企业级阵列中,出现这样一次不可恢复的错误的机率只有0.08%。很显然,对于关键性任务应用而言,把数据丢失的后果押在8%这样一个机率上的风险就显得太高了。

    希捷的研究还揭示了振动所带来的问题。在一个大型存储架中,当大量的磁盘轴和调节器在进行非常随机的I/O操作时,结果就会产生振动。在最好的情况下,调节器不得不花费一些时间来找到正确的扇区(较高的寻道时间),但是最坏的情况是,这种读操作需要不断重复。这只能用软件驱动来探测,也就意味着磁盘的性能会非常低。比较而言,在50%的高寻道时间浪费掉随机磁盘性能之前,企业磁盘比SATA桌面驱动器能承受大约多 50%的震动。
五、结论 

    SAS HBA和SAS存储架能够同时支持SAS和SATA两种硬盘确实具有革命性的意义。在SATA的冲击下,基于SCSI的磁盘——SCSI-320、FC 和SAS——甚至有可能会被挤到一个狭窄的市场,如事务处理型数据库存储市场。昂贵的15000转SCSI磁盘也只有用在OLTP等事务处理型的关键任务环境下才是合理的。因为在这种应用中,其超低的访问时间和略高的可靠性才真正物有所值。
 
    西部数据公司甚至认为,即使是在那些狭窄的领域,昂贵的SAS硬盘也应该被10000rpm的企业级SATA磁盘取代。但由于SAS硬盘具有更高的RPM和更低的寻道时间,因此性能也更好,所以,西部数据公司的Raptors想取代贵两倍的SAS磁盘也不太可能。当然,如果用户对存储架的大小不在意的话,那么可以采用多两倍的SATA硬盘,从而有可能获得比SAS配置更好的性能。但如果用户对空间占用、电耗和性能都很在意的话,那么,相对较贵的2.5英寸小型SAS磁盘(10000rpm)则是最好的选择。

    对于其他存储应用而言,在SAS存储架中装入SATA硬盘是个不错的选择。当然,在企业级应用中,我们不能选择桌面级SATA硬盘来做磁盘阵列。在盘阵这样的高密度应用中,由于振动会导致磁盘的寻道时间显著加长,从而会导致非常低的访问时间和高失误率。因此,最好选用价格稍高的近线或企业级SATA磁盘,因为这类磁盘对振动的敏感度很小,可靠性更高。

    简而言之,SAS、FC和SCSI磁盘仍然是OLTP数据库应用的不二之选,但在EMAIL、文件、FTP和备份服务器应用中,较便宜的“近线”、“企业级”和 “RE”SATA磁盘正在侵蚀SCSI的份额。

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