HDD، SSD SATA، SAS و NVMe در سرور
فرق HDD، SSD SATA، SAS و NVMe در سرور؛ سرعت، IOPS، دوام، فرم فکتورهای U.2، U.3، E3.S و M.2 و انتخاب دیسک برای بوت، ماشین مجازی، دیتابیس و آرشیو.
در این صفحه
برای ماشینهای مجازی و دیتابیس در سرورهای جدید، SSD NVMe انتخاب پیش فرض است؛ برای ظرفیت زیاد و ارزان (آرشیو، بکاپ، فایل سرور بزرگ) هارد مکانیکی NL-SAS یا SATA. SSDهای SATA و SAS بین این دو قرار میگیرند و بیشتر در سرورهای قدیمیتر یا با کنترلرهای RAID موجود کاربرد دارند.
مقایسهی رابطها
| نوع | رابط | سقف پهنای باند رابط | سرعت ترتیبی نمونه | IOPS تصادفی نمونه |
|---|---|---|---|---|
| هارد 7200 rpm | SATA یا SAS | 6 یا 12 Gb/s | ۲۰۰ تا ۲۸۰ MB/s | ۱۰۰ تا ۲۰۰ |
| SSD SATA | SATA III | 6 Gb/s | حدود ۵۵۰ MB/s | دهها هزار |
| SSD SAS | SAS-3 یا SAS-4 | 12 یا 24 Gb/s | ۱ تا ۲ GB/s | صدها هزار |
| SSD NVMe | PCIe 4.0 x4 | حدود 8 GB/s | ۶ تا ۷ GB/s | صدها هزار تا بیش از یک میلیون |
| SSD NVMe | PCIe 5.0 x4 | حدود 16 GB/s | ۱۲ تا ۱۴ GB/s | بیش از یک میلیون |
عددهای جدول نمونهی رایج بازارند، نه مشخصات یک مدل خاص. برای هر دیسک datasheet خودش را ببینید.
چرا هارد مکانیکی در IOPS این قدر ضعیف است
هارد برای خواندن هر بلوک باید هد را به شیار درست ببرد و منتظر چرخش دیسک بماند. این چند میلی ثانیه طول میکشد، پس یک هارد در عمل حداکثر چند صد عمل تصادفی در ثانیه انجام میدهد. SSD قطعهی متحرک ندارد و زمان دسترسی آن در حد میکروثانیه است. برای بارهایی مثل ماشین مجازی و دیتابیس که پر از خواندن و نوشتن تصادفیاند، این تفاوت از هر عدد دیگری مهمتر است.
SATA، SAS و NVMe
- SATA: رابط دیسکهای معمولی؛ ارزان و همه جا موجود. تک پورت است و صف فرمان محدودی دارد.
- SAS: رابط دیسکهای سازمانی. دو پورت دارد (در استوریجهای دوکنترلری، هر کنترلر از یک مسیر به دیسک دسترسی دارد)، از expander برای اتصال تعداد زیاد دیسک پشتیبانی میکند و کنترلر SAS دیسکهای SATA را هم میپذیرد، ولی برعکس نه.
- NVMe: پروتکلی که مستقیم روی PCIe کار میکند و از ابتدا برای حافظهی flash طراحی شده است؛ صفهای موازی زیاد، تأخیر کم و پهنای باند بسیار بالا.
NL-SAS (Nearline SAS) در واقع هارد 7200 دور با رابط SAS است؛ ظرفیت بالا و قیمت پایین با مزیت دوپورت بودن SAS. هاردهای SAS با ۱۰ و ۱۵ هزار دور تقریباً از رده خارج شدهاند و SSD جایشان را گرفته است.
فرم فکتورها
| فرم فکتور | کاربرد |
|---|---|
| 3.5 اینچ (LFF) | هاردهای پرظرفیت |
| 2.5 اینچ (SFF) | SSD و هاردهای SAS، رایجترین فرم در سرورها |
| U.2 و U.3 | SSD NVMe در اندازهی 2.5 اینچ با قابلیت تعویض داغ؛ U.3 با کنترلرهای tri-mode رابط SAS، SATA و NVMe را روی یک اسلات پشتیبانی میکند |
| E1.S و E3.S (EDSFF) | نسل جدید SSDهای NVMe سرور؛ تراکم و خنک کاری بهتر |
| M.2 | معمولاً فقط برای دیسک بوت سیستم عامل یا hypervisor |
نمونهی این فرم فکتورها در یک سرور واقعی را در HPE DL380 Gen10 در برابر Gen11 ببینید.
دوام SSD
SSDهای سازمانی بر اساس تعداد دفعاتی که میشود کل ظرفیتشان را در روز بازنویسی کرد (DWPD) دسته بندی میشوند:
| دسته | DWPD نمونه | مناسب برای |
|---|---|---|
| Read-intensive | حدود ۱ | بیشتر ماشینهای مجازی، فایل سرور، وب سرور |
| Mixed-use | حدود ۳ | دیتابیس با نوشتن زیاد |
| Write-intensive | ۱۰ و بیشتر | لاگ، cache نوشتن، بارهای خاص |
برای بیشتر سرورها Read-intensive کافی است. SSD مصرفی (دسکتاپ) را در سرور استفاده نکنید؛ دوام کمتری دارد و در برابر قطع ناگهانی برق محافظت ندارد.
کدام را انتخاب کنیم؟
| کاربرد | پیشنهاد |
|---|---|
| بوت سیستم عامل یا hypervisor | دو SSD M.2 NVMe در RAID 1 |
| ماشینهای مجازی | SSD NVMe، Read-intensive |
| دیتابیس با بار سنگین | SSD NVMe، Mixed-use، در RAID 10 |
| فایل سرور بزرگ و آرشیو | هارد NL-SAS یا SATA پرظرفیت در RAID 6 |
| مخزن بکاپ | هارد پرظرفیت؛ SSD فقط اگر بازیابی خیلی سریع لازم است |
ترکیب RAID مناسب هر سناریو در RAID 0، 1، 5، 6 و 10: مقایسه و انتخاب آمده است.
منابع
- NVM Express (Wikipedia) en.wikipedia.org
- Serial Attached SCSI (Wikipedia) en.wikipedia.org
- SATA (Wikipedia) en.wikipedia.org