智能存储组件

1、控制框

存储产品形式

2U盘控一体，4U盘控分离，整机柜

控制框采用组件模块化设计，主要由系统插框、控制器(含风扇模块)、BBU由模块、电源模块、管理模块和接口模块组成。

控制器是设备的核心部件，主要负责处理存储业务、接收用户配置管理命令、存储配置信息、访问硬盘和将关键信息存储到保险箱硬盘。

BBU模块和风扇模块。

保险箱盘。

电源模块。

2、硬盘框

硬盘框形态

硬盘框采用零件模块化设计，主要由系统插框、级联模块、电源模块和硬盘模块组成

3、级联模块

2U SAS硬盘框架中级联模块通过级联端口级联控制框架

2U 智能NVMe硬盘框架中级联模块通过级联端口级联控制框架和其他硬盘框架

CE交换机、FC交换机、设备电缆

4、硬盘

机械硬盘

机械硬盘的结构大致包括：磁盘、磁头臂、读写磁头、主轴、硬盘接口和控制电路。磁盘被磁性材料覆盖，磁性上的磁性粒子被极化，这也表示二进制单元的信息或比特。读写磁头负责向磁盘读取或写入数据，并通过磁头改变磁盘表面的微磁性粒子NS储存极性。

机械硬盘工作原理

磁盘由电机驱动 读写磁头与盘子之间的高度很小，读写头在盘子上飞行

硬盘容量和缓存

硬盘容量=柱面数*磁头数*扇区数*512bytes，单位为MB或GB，影响硬盘容量的因素包括光盘容量和光盘数量

缓存（cache）

由于CPU为了解决硬盘在读写数据时的速度差异，与硬盘有很大的差异CPU等待问题，在硬盘上设置适当的通知缓存，以解决速度不匹配的问题，硬盘缓存CPU为了提高硬盘的读写速度，上高速缓存效果相同。

影响硬盘性能的因素

转速：影响硬盘连续性IO吞吐量性能 的首要因素

搜索速度：影响硬盘随机性IO性能的主要因素

单盘容量：是影响硬盘性能的间接因素

接口速度：是影响硬盘性能最不重要的因素

硬盘的IOPS指每秒输入输出(或读写次数)，是衡量硬盘性能的主要指标之一。

IOPS计算：由三部分组成：通道时间、旋转延迟和数据传输时间。

传输带宽（throughput吞吐量）

指单位时间内成功传输的数据数量，即传输数据流的速度。例如，写1万个KB的文件需要10S，此时，传输带宽仅达到1MB/s，若写入个10MB的文件用了0.1S，此时的传输带宽为100MB/s

无论硬盘内部有多复杂，硬盘接口技术都必须给用户一个简单的接口来访问和读写数据。

分为用于ATA指令系统下：

IDE接口，也叫PATA接口（parallel ATA ，并行传输ATA）

ATA，advanced technology attachment高级技术附加装置。ATA接口价格比较低、兼容性比较好，但只能内置使用对接口电缆的长度也有很严格的限制。

ATA硬盘也常被称为IDE integrated drive electronics 硬盘

ATA接口为并行ATA技术。

SATA （serial ATA，串行ATA）

SATA数据传输采用串行方式，接口速率比IDE接口高。

SATA硬盘采用点对点连接，支持热插拔，即插即用。

用于SCSI指令系统下：

SCSI硬盘接口（small computer system interface）小型计算机系统接口

SAS硬盘接口

SAS（serial attached SCSI）串行连接SCSI

SAS点对点、全双工、双端口接口，SAS向下兼容SATA、速率每路600M、SAS性能高，可靠性高，扩展性能强。

FC硬盘接口

FC硬盘采用FC-AL（fiber channel arbitrated loop）光纤通道仲裁环，

FC-AL是一种基于SCSI双端口串行存储接口的协议设计。FC-AL支持全双工作，FC为上层协议（SCSI，IP等)提供通用硬件传输平台，FC串行数据传输接口是一种高速、高可靠延迟、高吞吐量的接口。

固态硬盘概述

相对于HDD固态硬盘SSD在性能、可靠性、能耗、轻便性等方面具有绝对优势，已广泛应用于各个领域，

SSD特点：

使用flash数据传输速度比HDD块，内部没有机械结构，所以功耗小，散热小，噪音小。SSD盘使用寿命守擦写次数影响。

SSD架构

SSD主要由控制单元和存储单元(目前主要是FLASH由闪存颗粒组成

控制单元：SSD控制器、主机接口、DRAM等

存储单元：NAND FLASH颗粒

NAND Flash内存单元组成包括：

LUN、Plane、block、page、cell

对NAND flash 读写数据的操作主要设计擦除（erase）、编程(program）和读（Read）

NAND flash在写入新数据之前，必须保证是非易失介质block 擦掉。对。对block擦拭一次后，再写一次，称为一次P/E cycle

SLC-1bit 、MLC-2bit 、TLC-3bit 和QLC-4bit

SLC可擦除次数和可靠性最好，一般5W-10W间；但是存储容量相对较小，成本最高。

MLC可擦写次数少，一般3K左右，2bit数据读写MLC速度比SLC慢。存储容量大。价格便宜。

TLC数据密度较高，可擦写次数只有几百次到几千次，可靠性和性能都很低，具有成本优势，一般用于个人消费品，不能满足企业产品的要求，

QLC容量增加33%，与TLC相比之下，写入性能，P/E寿命再次缩短。

闪存颗粒数据关系

page是最小的读写单位，block最小擦除/编程单位

SSD性能优势

响应时间短，读写效率高，

SSD存储中的应用程序遵循两个原则：一个28原则，用户需要经常更改要读写的数据，通常占存储容量的20%，称为热数据。第二个是分级存储

存储热数据SSD上 B大容量文件、图片、流媒体等。)和C级(主要是备份数据或很少使用的数据)存储在高速HDD或一般的HDD。

5、接口模块