بررسی انواع هارد دیسک و ویژگی آن ها
هارد دیسک های بکار رفته در سرورها و کامپیوترهای شخصی تاثیر مستقیمی بر روی سرعت و کارایی سیستم ها دارند. در این مقاله قصد داریم با تکنولوژی انواع هارد دیسک هایی که در سرور و شبکه ها کاربرد دارند آشنا شویم.
هارد دیسک NVMe
حافظه NVMe یک رابط کنترل کننده میزبان با قابلیت کارآمد و با عملکرد بالا با مجموعه فرمان و رابط کاربری ساده است. این حافظه برای مراکز داده، سیستم ها و شرکت هایی ساخته شده است که از حافظه غیر فرار استفاده می کنند.
تمرکز NVM Express افزایش عملکرد و قابلیت همکاری در طیف گسترده ای از سیستم های کلاینت و سازمانی است. NVM Express، مانند سایر حافظه های حالت جامد، از سطح موازی استفاده می کند و توسط نرم افزار و سخت افزار میزبان کاملاً مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل، سربار ورودی/خروجی را کاهش می دهد و پیشرفت های بسیاری را در مقایسه با سایر رابط های دستگاه منطقی مانند کاهش زمان تاخیر، صف های فرمان طولانی و چندگانه ایجاد می کند. یکی از ویژگی های بارز NVM Express این است که برای ارائه یک دستور به آن نیازی به رجیستری ندارد.
این نوع هارد دیسک همچنین دارای یک پشته ذخیره سازی ساده است. هر دو عامل در کمک به NVM Express برای رسیدن به تأخیر کم ترکیب می شوند. NVM Express یک استاندارد رابط نرم افزاری واحد را برای دستگاه های حالت جامد PCI فراهم می کند، بنابراین هیچ مشکلی درباره مشکلات سازگاری وجود ندارد. NVM Express برای ذخیره سازی مبتنی بر حافظه بسیار بهینه سازی شده است.
NVM Express مزایای بسیاری دارد. به طور قابل توجهی به دلیل کاهش زمان تأخیر، عملکرد متوالی و تصادفی را بهبود می بخشد. به همین دلیل قابلیت دسترسی به داده های بیشتر در هر چرخه CPU را دارد. یکی دیگر از مزایای NVM Express این است که یک رویکرد مبتنی بر استانداردها را فراهم می کند که امکان همکاری دستگاه حالت جامد PCIe را فراهم می کند. در مقایسه با دستگاه های حالت جامد مبتنی بر SATA ، دستگاه های NVM Express مصرف انرژی کمتری دارند و عملکرد ورودی / خروجی بالاتری در هر ثانیه دارند. با کمک صف های متعدد، NVM Express اطمینان می دهد که CPU از پتانسیل کامل خود استفاده می کند.
هارد دیسک SSD
درایو حالت جامد (SSD) یک درایو ذخیره الکترونیکی است که بر پایه معماری حالت جامد ساخته شده است. SSD ها با حافظه فلش NAND و NOR ساخته شده اند تا داده های غیر فرار و حافظه دسترسی تصادفی پویا (DRAM) را ذخیره کنند. یک درایو SSD و هارد دیسک مغناطیسی (HDD) یک هدف مشابه را دارند. SSDهمچنین به عنوان دیسک حالت جامد (SSD) یا دیسک الکترونیکی شناخته می شود.
SSD روش ذخیره سازی را در حافظه های فلش مبتنی بر میکروچیپ، که در آن داده ها بصورت الکترونیکی در تراشه های حافظه فلش ذخیره می شوند، در خود جای داده است.
SSD دارای دو جزء اصلی است. حافظه فلش: دارای حافظه ذخیره سازی است. کنترلر: ریزپردازنده تعبیه شده ای که توابعی مانند پردازش خطا، بازیابی داده ها و رمزگذاری را پردازش می کند.
هارد دیسک SCSI
رابط سیستم رایانه (SCSI) گروهی از رابط های الکترونیکی ANSI است که به رایانه های شخصی امکان برقراری ارتباط با سخت افزارهای محیطی، از جمله درایوهای نوار، درایو دیسک، پرینتر، CD-ROM ، اسکنر و غیره را می دهد. ارتباطات با استفاده از SCSI سریعتر و انعطاف پذیرتر از رابط های انتقال داده موازی اولیه هستند.
آخرین نسخه SCSI 16 بیتی (Ultra-640 (Fast-320 است. این نسخه از سال 2003 با سرعت انتقال 640 Mbps موجود است. SCSI امکان اتصال به 16 دستگاه با استفاده از کابل حداکثر تا 12 متر را دارد.
SCSI-2 یا بالاتر این قابلیت را دارد که حداکثر هفت دستگاه جانبی از جمله CD-ROM و اسکنر را پشتیبانی کند. این دستگاه های جانبی می توانند به یک درگاه SCSI واحد در یک bus وصل شوند. درگاه های SCSI در ابتدا برای رایانه های یونیکس و اپل مکینتاش ساخته شده بودند. با این حال، می توانند در رایانه های شخصی نیز استفاده شوند.
حتی اگر همه دستگاه ها قادر به پشتیبانی از تمام سطوح SCSI نباشند، استانداردهای SCSI معمولاً سازگار با نسخه های پیشین هستند. در کامپیوترهای شخصی USB در بیشتر موارد جایگزین رابط های SCSI شده است. با این حال، کلاینت های در سطح شرکتی هنوز از SCSI در زمینه سرور برای کنترل کننده های دیسک سخت استفاده می کنند.
هارد دیسک SATA
SATA رابط bus رایانه ای است که برای اتصال آداپتورهای bus میزبان با دستگاه های ذخیره انبوه مانند درایوهای نوری و انواع هارد دیسک ها استفاده می شود. این رابط معمولاً برای اتصال دیسک های سخت به سیستم میزبان مانند مادربرد رایانه استفاده می شود.
SATA مزایای بسیاری نسبت به ATA و PATA دارد. بیشترین ویژگی ها قابلیت تعویض آنی و سرعت انتقال سریع داده ها است. تعویض آنی، امکان تعویض اجزای سیستم کامپیوتر بدون نیاز به خاموش کردن سیستم است. سیستم های قدیمی تر قبل از تعویض یا نصب ماژول های سیستم باید خاموش می شدند. نرخ انتقال داده 6 گیگابیت در ثانیه SATA نیز بسیار سریعتر از ATA و PATA است.
هارد دیسک های (SAS (SCSI و SATA چه تفاوتی با هم دارند؟
اگرچه انواع هارد دیسک های SATA و SCSI بسیار مشابه هستند، اما چند تفاوت های اساسی وجود دارد. هارد دیسک های SATA به طور معمول هزینه کمتری دارند و همین امر باعث رایج تر شدن در بین مصرف کنندگان می شود. هارد دیسک های SATA به دلیل ظرفیت ذخیره سازی برجسته و راندمان بهتر در مقایسه با درایوهای SCSI شناخته می شوند. به دلیل ظرفیت بالای ذخیره سازی آنها، درایوهای SATA معمولاً برای به اشتراک گذاری پرونده، ایمیل، وب، تهیه نسخه پشتیبان و بایگانی استفاده می شوند.
از طرفی هارد دیسک های SCSI نسبت به درایوهای SATA قابل اطمینان تر به حساب می آیند. درایوهای SCSI ساخته شده اند تا در برابر استفاده 24/7 و با سرعت انتقال تا 15000 دور در دقیقه در برنامه های مهم شرکت کنند. درایوهای SCSI در سیستم هایی که سرعت از اهمیت بیشتری برخوردار است، با ارزش هستند. درایوهای SCSI در مقایسه با درایوهای SATA فاقد ذخیره سازی هستند اما عملکرد بهتری دارند. اگر به دنبال ظرفیت ذخیره سازی با قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به درایوهای SATA هستید، درایوهای SCSI ظرفیت بالاتری را ارائه می دهند.
مزایای هارد دیسک های SSD و تفاوت آن با SATA و SCSI
SSD حداکثر 100 برابر توان بیشتر نسبت به هارد دیسک های سنتی را ارائه می دهد، این بدان معنی است که بوت های سریع تر و عملکرد کلی سیستم بهتر است. بر خلاف دیسک های SCSI و SATA، انواع هارد دیسک های SSD هیچ قسمت متحرکی ندارند و همین ویژگی آنها را مطمئن ترین و کارآمدترین گزینه می کند. عدم وجود قطعات متحرک نیز به معنای کاهش خطر خرابی و افزایش راندمان انرژی در مقایسه با انواع هارد دیسک های سنتی است. به دلیل عملکرد، سرعت و مزایای قابلیت اطمینان، SSD ها معمولاً از انواع هارد دیسک های SCSI و SATA گران تر هستند. SSD ها برای فرکانس بالا داده های فوری مانند بانک اطلاعاتی، CRM یا معاملات بانکی ایده آل هستند.
جایگاه NVMe در انواع هارد دیسک ها
NVMe رابط سریع تری برای سرعت SSD ها می باشد. از آنجا که SSD ها شروع به جایگزینی HDD در رایانه ها کردند، یک رابط جدید برای پشتیبانی از سرعت زیاد SSD مورد نیاز بود.
NVMe (حافظه غیر فرار) یک پروتکل رابط است که بخصوص برای انواع هارد دیسک های SSD ساخته شده است. NVMe با PCI Express برای انتقال داده از SSD استفاده می کند. NVMe امکان ذخیره سازی سریع در SSD های رایانه ای را فراهم می کند و پیشرفتی در رابط های قدیمی تر مربوط به دیسک سخت (HDD) مانند SATA و SAS محسوب می شود. تنها دلیل استفاده از SATA و SCSI با وجود SSD در رایانه ها این است که تا همین اواخر، فقط از HDD هایی که نسبت به تکنولوژی جدید سرعت کندی دارند به عنوان ذخیره سازی با ظرفیت زیاد در رایانه ها استفاده شده است. حافظه فلش در دستگاه های تلفن همراه مانند تلفن های هوشمند، تبلت ها، درایوهای USB و کارت های SD استفاده شده است. (SSD ها حافظه فلش هستند.)
به طور رسمی ، NVMe “رابط کنترل کننده میزبان بهینه سازی شده است که برای پاسخگویی به نیازهای سیستم های Enterprise ،Data Center و Client طراحی شده است و از SSD های مبتنی بر PCI Express پشتیبانی می کند.”
SSD در حال حاضر منبع اصلی ذخیره سازی تلفن های هوشمند و تبلت ها است. SSD ها در حال حاضر از هارددیسک ها گران تر هستند و اغلب به عنوان حافظه نهان همراه با HDD ها برای سرعت بخشیدن به سیستم های رایانه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
SSD های مبتنی بر NVMe از PCIe برای ایجاد کاهش تأخیر نسبت به SSD استفاده می کنند. عواملی که پروتکل NVMe از آن استفاده می کند باید به نوعی به PCIe درون کامپیوتر متصل شود. تا به امروز، اتصالات NVMe را می توان از طریق کارت توسعه PCIe، کانکتور U.2 2.5 اینچی یا فاکتور شکل کوچک M.2 انجام داد.
