存儲(chǔ)技術(shù)大揭曉:設(shè)計(jì)開發(fā)的你了解多少（二）

Seagate公司的6Gbps、3TB Barracuda XT硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）在容量上突破了Windows XP的2.1TB極限。值得慶幸的是，像Windows 7和Linux等大多數(shù)64bit操作系統(tǒng)都不存在大容量3TB分區(qū)的問題。

不過3TB驅(qū)動(dòng)器帶來(lái)了統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口（UEFI）BIOS。設(shè)計(jì)UEFI旨在解決PC BIOS的局限性。它可以處理GUID分區(qū)表（GPT），并且可以提供更快的引導(dǎo)時(shí)間，同時(shí)支持獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器。

這些大硬盤在舊操作系統(tǒng)中的應(yīng)用有可能實(shí)現(xiàn)。硬盤附帶的Seagate DiscWizard軟件通過分區(qū)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這種轉(zhuǎn)變很有可能推動(dòng)眾多設(shè)計(jì)人員使用更新的平臺(tái)。

Seagate發(fā)布的大硬盤產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的另一個(gè)問題，是從傳統(tǒng)的512B扇區(qū)轉(zhuǎn)向4kB扇區(qū)。除了提供更高的吞吐能力之外，4Kb扇區(qū)還能夠更好地滿足操作系統(tǒng)要求。

大多數(shù)母板都已經(jīng)支持4KB扇區(qū)，甚至Windows XP也支持。所有目前的臺(tái)式電腦和服務(wù)器操作系統(tǒng)亦然。操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存支持一般采用4kB頁(yè)面大小或者該大小的倍數(shù)進(jìn)行配置。

有些驅(qū)動(dòng)器同時(shí)支持兩種扇區(qū)大小。這些驅(qū)動(dòng)器一般實(shí)現(xiàn)4kB扇區(qū)，需要時(shí)可以將較小的扇區(qū)大小映射到這些驅(qū)動(dòng)器上。驅(qū)動(dòng)器將采用一種模式或另外一種模式工作。

由于成本的原因，很少有閃存驅(qū)動(dòng)器的容量達(dá)到3TB，但是從總體來(lái)看，閃存驅(qū)動(dòng)器的采用量在上升。芯片價(jià)格低是一大因素，但是SSD控制器芯片性能獲得提升也是一個(gè)因素。推動(dòng)存儲(chǔ)器發(fā)展到新領(lǐng)域的另一個(gè)方面是閃存能力適合新的應(yīng)用領(lǐng)域。

Viking Module Solutions公司的SATADIMM和SATACube3，可以實(shí)現(xiàn)更加緊湊的嵌入式解決方案（圖5）。SATADIMM插入DDR3插座獲取電源。它包含SATA線纜連接。設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)可以在未使用的DIMM插座引腳上運(yùn)行SATA接口。SATACube3為定制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供耐用型存儲(chǔ)器。

圖5：Viking Module Solutions SATADIMM（a）和SATACube（b）將SATA閃存驅(qū)動(dòng)器放至相關(guān)位置。SATADIMM插入DDR3插座。

像Seagate公司的Momentus XT等混合驅(qū)動(dòng)器，在單個(gè)封裝中整合了閃存和硬盤，但這種技術(shù)不是實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的唯一方法。Marvell公司的SATA控制器HyperDuo技術(shù)就是另外一種途徑。HyperDuo可以應(yīng)用在新型母板和HighPoint的RocketHybrid這樣的PCI Express適配器上（圖6）。

Marvell的雙端口SATA控制器可以像傳統(tǒng)控制器一樣處理任何類型的SATA驅(qū)動(dòng)器。其HyperDuo模式與一個(gè)閃存驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器配合使用。操作系統(tǒng)是微軟最新支持NTFS的操作系統(tǒng)中的一種。

HyperDuo可以在“安全”或“容量”模式下工作。安全模式的工作方式類似于緩存，在此模式下，常用文件同時(shí)存儲(chǔ)在硬盤驅(qū)動(dòng)器和閃存驅(qū)動(dòng)器上。其優(yōu)勢(shì)在于，硬盤驅(qū)動(dòng)器始終包含有效的文件系統(tǒng)。容量模式類似于RAID 0，在此模式下，數(shù)據(jù)被分割到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器中。系統(tǒng)需要兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器都工作。

HyperDuo與大多數(shù)其他混合解決方案之間最大的不同在于，HyperDuo在文件級(jí)別運(yùn)行，而不是在扇區(qū)級(jí)別運(yùn)行。另一個(gè)不同之處是，到閃存的所有數(shù)據(jù)傳輸都發(fā)生在訪問文件之后，而不在訪問過程中傳輸。

此過程可以透明方式進(jìn)行，高級(jí)用戶可以明確地對(duì)閃存中的文件進(jìn)行pin操作。這種技術(shù)比SAS控制器（一般提供基于閃存的緩存）的成本低，因?yàn)镠yperDuo可以充分利用SATA控制器上的ARM處理器，并且不需要片外存儲(chǔ)器或者帶蓄電池后備電源的緩存。