RAID卡

簡單的說，RAID是一種把多塊獨立的物理硬碟按不同方式組合起來形成一個邏輯硬碟，從而提供比單個硬碟有著更高的性能和提供數據冗餘的技術。

RAID卡一般分為硬RAID卡和軟RAID卡兩種，通過用硬體來實現RAID功能的就是硬RAID，獨立的RAID卡，主機板集成的RAID晶片都是硬RAID。通過軟體並使用CPU的RAID卡是指使用CPU來完成RAID的常用計算，軟體RAID占用CPU資源較高，絕大部分伺服器設備是硬體RAID。

基本介紹

• 中文名：RAID卡
• 外文名：RAID Card
• 分類：硬RAID卡和軟RAID卡
• 簡稱：磁碟陣列
• RAID：多塊獨立的硬碟組合成一個硬碟組
• 接口：IDE、SCSI、SATA和SAS

基本介紹

提到RAID卡就不得不提到什麼是RAID。RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫，翻譯成中文即為獨立磁碟冗餘陣列，或簡稱磁碟陣列。簡單的說，RAID是一種把多塊獨立的硬碟（物理硬碟）按不同方式組合起來形成一個硬碟組（邏輯硬碟），從而提供比單個硬碟更高的存儲性能和提供數據冗餘的技術。組成磁碟陣列的不同方式稱為RAID級別（RAID Levels）。RAID技術經過不斷的發展，現在已擁有了從 RAID 0 到 7 八種基本的RAID 級別。另外，還有一些基本RAID級別的組合形式，如RAID 10/01（RAID 0與RAID 1的組合），RAID 50（RAID 0與RAID 5的組合）等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數據安全性和存儲成本。

數據冗餘的功能是在用戶數據一旦發生損壞後，利用冗餘信息可以使損壞數據得以恢復，從而保障了用戶數據的安全性（除RAID0外）。在用戶看起來，組成的磁碟組就像是一個硬碟，用戶可以對它進行分區，格式化等等。總之，對磁碟陣列的操作與單個硬碟一模一樣。不同的是，磁碟陣列的存儲性能要比單個硬碟高很多（主要是存取速度上），而且可以提供數據冗餘。

RAID卡就是用來實現RAID功能的板卡，通常是由I/O處理器、硬碟控制器、硬碟連線器和快取等一系列零組件構成的。不同的RAID卡支持的RAID功能不同。支持RAlD0、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。RAID卡可以讓很多磁碟驅動器同時傳輸數據，而這些磁碟驅動器在邏輯上又是一個磁碟驅動器，所以使用RAID可以達到單個的磁碟驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID卡最初想要解決的問題。可以提供容錯功能，這是RAID卡的第二個重要功能。

接口類型

接口是指支持的接口，目前主要有四種：IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口。

IDE接口（已被淘汰）：

IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動器”，它的本意是指把“硬碟控制器”與“盤體”集成在一起的硬碟驅動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬碟接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬碟製造起來變得更容易，因為硬碟生產廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬碟安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展，性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強的特點，為其造就了其它類型硬碟無法替代的地位。

IDE代表著硬碟的一種類型，但在實際的套用中，人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬碟ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了，而其後發展分支出更多類型的硬碟接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬於IDE硬碟。此外，由於IDE口屬於並行接口，因此為了和SATA口硬碟相區別，IDE口硬碟也叫PATA口硬碟。

SCSI接口：

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統接口），是同IDE完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI並不是專門為硬碟設計的接口，是一種廣泛套用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有套用範圍廣、多任務、頻寬大、CPU占用率低，以及支持熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及，因此SCSI硬碟主要套用於中、高端和高檔工作站中。SCSI硬碟和普通IDE硬碟相比有很多優點：接口速度快，並且由於主要用於伺服器，因此硬碟本身的性能也比較高，硬碟轉速快，快取容量大，CPU占用率低，擴展性遠優於IDE硬碟，並且支持熱插拔。

SATA接口：

使用SATA（Serial ATA）口的硬碟又叫串口硬碟，是目前PC硬碟的主流。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範，2002年，雖然串列ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA採用串列連線方式，串列ATA匯流排使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串列接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。

串口硬碟是一種完全不同於並行ATA的硬碟接口類型，由於採用串列方式傳輸數據而知名。相對於並行ATA來說，就具有非常多的優勢。首先，Serial ATA以連續串列的方式傳送數據，一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連線電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用於連線電纜、連線地線、傳送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統複雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率為150MB/s，這比並行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s，SATA Revision 3.0可達到750 MB/s的最高數據傳輸率。

SAS接口

SAS是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同，都是採用串列技術以獲得更高的傳輸速度，並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，提供與串列ATA (Serial ATA，縮寫為SATA)硬碟的兼容性。

SAS的接口技術可以向下兼容SATA。SAS系統的背板(Backpanel)既可以連線具有雙連線埠、高性能的SAS驅動器，也可以連線高容量、低成本的SATA驅動器。因為SAS驅動器的連線埠與SATA驅動器的連線埠形狀看上去類似，所以SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在於一個存儲系統之中。但需要注意的是，SATA系統並不兼容SAS，所以SAS驅動器不能連線到SATA背板上。由於SAS系統的兼容性，IT人員能夠運用不同接口的硬碟來滿足各類套用在容量上或效能上的需求，因此在擴充存儲系統時擁有更多的彈性，讓存儲設備發揮最大的投資效益。

串列SCSI是點到點的結構，可以建立磁碟到控制器的直接連線。具有以下特點：

1、更好的性能：

點到點的技術減少了地址衝突以及菊花鏈連結的減速；

為每個設備提供了專用的信號通路來保證最大的頻寬；

全雙工方式下的數據操作保證最有效的數據吞吐量；

2、簡便的線纜連結：

更細的電纜搭配更小的連線器；

3、更好的擴展性：

可以同時連結更多的磁碟設備。

快取

快取（Cache）是RAID卡與外部匯流排交換數據的場所，RAID卡先將數據傳送到快取，再由快取和外邊數據匯流排交換數據。它是RAID卡電路板上的一塊存儲晶片，與硬碟碟片相比，具有極快的存取速度，實際上就是相對低速的硬碟碟片與相對高速的外部設備(例如記憶體)之間的緩衝器。快取的大小與速度是直接關係到RAID卡的實際傳輸速度的重要因素，大快取能夠大幅度地提高數據命中率從而提高RAID卡整體性能。

多數RAID卡都配備了一定數量的記憶體作為高速快取使用。不同的RAID卡出廠時配備的記憶體容量不同，一般為幾兆到數百兆容量不等，這取決於磁碟陣列產品的套用範圍。