RAID阵列卡与PCI带宽关系

RAID阵列卡与PCI带宽关系

2007-12-12 22:14

PC技术的发展离不开处理器、内存、硬盘等核心部件的推动，同时显卡、声卡、网卡、阵列卡

等也在PC发展历程中居于十分重要的位置。其中阵列卡的出现给PC服务器带来了更加高速的稳

定的存储系统，使得服务器在存储方面无后顾之忧。目前主流的阵列卡接口规范可分为：

32bit

PCI、64bit PCI(PCI-X)以及最新的PCI Express。

32bit PCI运行于33MHz的总线频率，采用并行传输方式，能够提供

133MB/s(33MHZx32BIT/8)的最大传输率。

其在PC架构中曾经扮演了非常重要的位置，它

在早年成功的替换掉了ISA/EISA并间接推动多媒体在个人电脑上的全面发展。是目前最为常见，

也是主板均 有所配备的扩展卡规范。但由于本身传输率较低，仅能满足入门级的RAID系统的要

求，因此采用32bit PCI的阵列卡都是针对低端的、小规模的RAID系统，如RAID 0、1等，一

旦涉足高端的RAID 5、7等高端应用，32bit PCI的133MB/s最大传输率，将成为磁盘系统的瓶

颈。

正是由于32bit PCI传输率较低，为满足服务器巨 大的带宽需求，在原有的PCI位宽改进版本

64bit PCI得以顺利问世，64bit PCI可分为33MHz、66MHz、133MHz、266MHz、566MHz等不同的

频率规范。其中运行与33MHz 64bit PCI接口速率为266MB/s，并可下兼容于32bit PCI接口。

66MHz以上的64bit PCI全面改称为PCI-X，其接口方式与32bit PCI完全不同，但无论在运行

频率还是在传输率上都较PCI有很大提升。最新的PCI-X已经发展到了2.0规范，最高的PCI-X

2.0接口可提供1066 MHz的工作频率，传输速度也达到8.6 GB/s(1066MHzX64bit/8)，是32bit

PCI的66倍。因此作为服务器板卡的接口标准64bit的PCI-X源用自今。目前大多数阵列卡都

是都是基于64bit PCI-X标准。

2004年PCI Express接口的出现不光给显卡带 来了高带宽的优势，其本身也针对其它高速接口

卡所设计，为统一的接口卡标准。在硬件上PCI Express采用串行差分传输方式，其主要优点是

时延短、传输快、带宽提升潜力大和节省空间。在理论上，PCI Express的成本相当于同级别的

PCI成本或低于该成本。另外，PCI Express技术不需要在主板上布大量的并行数据线，信号能

够通过铜质导线以更快的速度传输。PCI Express采用的是点对点通信机制，各个插槽都将通过

各自独享的通道发送和接受数据，这样就可以避免出现不同设备同时争抢系统和CPU资 源的情

况。与PCI不同，PCI Express能够延伸到系统之外，也就是说，PCI Express不仅可以作为系

统的内部总线，而且也可以将各种外设通过线缆直接与系统内的PCI Express总线连接在一起。

PCI Express具备x1、x2、x4、x8、x16和x32等多种线宽方式，其中x8的带宽已经高于PCI-X

2.0 266MHz的2.1 GB/s(266MHzX64bit/8)(266MHzX传输率，与最快的图形卡通信标准AGP 8x

相当，x16的带宽达到了PCI-X 2.0 533等级，x32的带宽与新定义的PCI-X 2.0 1066相当。

类型 位宽(每周期的数据传送量) 总线频率 速度

PCI 32bit 33MHz 33MHzX32bit/8=133MB/s

PCI 64bit( 改称为:PCI-X) 33MHz 33MHzX64bit/8=266MB/S

PCI Express 64bit 33X1(X2)(X4)(X8)(X16)(X32)

如:(X8)33MHzX64bit/8X8=2.06GB/S 等同PCI-X 2.0 266MHz(PCI总线频

率)X64bit/8=2.07GB/S

(X32)33MHzX64bit/8X32=8.25GB/s

因为PCI-X 2.0尚在推广阶段，而且并为获得Intel的鼎立支持，目前最新的芯片组均可对PCI

Express提供支持，而芯片组本事支持PCI-X 2.0规范还显得少见，因此为PCI-E在服务器接 口

的推广获得了很不错的机会。对于高级的RAID应用而言，凭借低成本、高支持率的优势PCI

Express比PCI-X 2.0显然更容易被用户所接受。目前市场上已经出现了不少采用PCI-E接口的

阵列卡，下面就让小编带去看一看，它们给阵列卡带来了那些全新的变化。

Intel SRCU42E

作为PCI Express技术的发起者Intel，对于PCI Express总线的推广自然是手当其冲的。其不

但开发了第一张具备PCI Express接口的主板芯片组，让PCI Express各种设备有了可以支持的

平台，首张采用PCI Express接口阵列卡SRCU42E也同样是由Intel所率先发布。

Intel SRCU42E具备两个Ultra320 SCSI接口，可支持多达30个SCSI硬盘，最大320 MB/s的

传输率将高速硬盘的优势一显无余。该阵列卡采用Intel IOP332 I/O处理器，运行于500MHz，

并可支持Intel为 网络应用和服务优化的低能耗和高性能XScale技术和廉价、高性能冗余

Matrix RAID存储技术。在RAID支持方面SRCU42E支持RAID 0, 1, 5, 10以及50等多种高端

的RAID技术，并采用了Web方式的管理方式，为用户提供了直观、明了、简单、灵活的操作方

式。改卡板载128MB的ECC DDR内存用于RAID的数据缓存，可通过标准的DIMM升级为最大512MB

DDR333的ECC内存，进一步提升磁盘性能。通过PCI Express x8接口，SRCU42E提供了2.4GB/s

双向传输速度，是主流的PCI-X 133MHz接口传输率的4倍，令接口不再成为高速磁盘系统的瓶

颈。

LSI Logic MegaRAID SCSI 320-2E

LSI Logic MegaRAID SCSI 320-2E采用LSI Logic LSI53C1030双通道Ultra320 SCSI控制器，

同时配合Intel的IOP332存储I/O处理器，适用于各种需要双通道RAID组态的高性能中阶服务

器与I/O密集环境。其搭配128 MB内存，并提供iTBBU来支持带有iTBBU的内存条。通过Intel

的IOP332处理器，320 -2E可以支持到PCI Express x8接口，通过PCI Express直接连接到芯

片组，因此减少了系统功耗，反应时间和总成本，为存储网络环境带来最优的功能性和灵活性。

该阵列卡可支持RAID 0/1/5模式，并提供包括热备援(hot spare)与热抽换硬盘支持、磁盘阵列

组态、支持先进磁盘的S.M.A.R.T.(Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

与SAF-TE(SCSI Accessed Fault Tolerant Enclosure)技术、以及机箱监控等功能。此外，还

随产品附带在线管理工具，可方便直观的对RAID状态进行监控和配置。320-2E可满足企业级RAID

功能和端到端数据可靠性的要求。

Areca ARC-1220

由于SATA与传统的PATA相比，前者具备更高的传输率、更小的数据线体积，更有利于系统的散

热，而且具备更长的传输距离，因此成为了公认的新一代磁 盘接口标准。 SATA II在第一代SATA

的基础上，进一步将传输率提升到300MB/s，并加入NCQ技术的支持使其磁道寻道时间得到优化，

硬盘读写也更具效率，在性能提高的同时，各机械部件间的磨损也得到有效减少，从而增加了硬

盘的寿命。因此SATA II的出现对传统服务器领域的SCSI提出了严峻的挑战。伴随着SATA技术

的不断深入，SATA彻底取代SCSI只是时间上的问题。

建邦科技推出Areca ARC-1220 阵列卡紧紧跟随了新兴的SATA II和PCI Express的潮流，抢先

推出了支持SATA II接口的PCI Express阵列卡。该阵列卡具备8个SATA II通道，可同时支持

8个SATA II硬盘，并向下兼容SATA。具备PCI Express x8接口，可提供最大2.4GB/s双向传

输速率。其采用了Intel 80332 500 MHz RAID专用处理器，实现全硬件模式的RAID运算结构，

可支持0、1、0+1、3、5、6等多种级别的RAID方式。先进的Areca RAID 6 引擎允许2个硬盘

同时出现故障而不影响数据的存取，通过此双重保护来确保数据完整无失。通过在线容量扩充，

可在线加入新硬盘扩充容量，RAID系统自动将数据平均分配于每个硬盘上，并重新认定为1个

新的逻辑空间，为在线作业提供不中断服务。ARC-1220内建128MB的数据缓存，并对备用电源

支持(BBU)提供了完整的支持。

Areca ARC-1260

与Areca ARC-1220一样，ARC-1260同样是用以支持SATA II和PCI Express技术的产品，但在

ARC-1220的基础上将支持的SATA II端口扩展到了16个，可提供对16个SATA II硬盘的支持。

由于其同样采用Intel 80332处理器，导致其规格较为类似，不过除去板载的128MB缓存之外，

ARC-1260可以通过SODIMM最大扩展到512MB的DDR333 ECC内存。 同时该系列阵列卡还对

Windows 2000/XP/Server 2003, Redhat Linux, SuSE Linux and Mandrake, FreeBSD等多种操

作系统提供了支持。而且提供了完整的RAID管理监控能力，可通过网络浏览器与阵列卡的专用

端口进行连接，完成远程或近程设置及监 控，支持SMTP、SNMP网络监控及警讯通报，系统日志

保存功能，详细的系统记录透过NVRAM保存，以及到断电续存功能等。

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