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简介

2004年，我拜访了一家现已破产的荷兰电脑商店MyCom¹位于阿姆斯特丹的Kinkerstraat。我在那里买了一台西部数据公司(Western Digital)的猛禽(Raptor)型号WD740，容量74gb，转速10000转。

我买这个硬盘的时候，我们还在从PATA接口,萨塔²．我的猛禽硬盘驱动器仍ob体育下载然有一个molex连接器，因为旧的电脑电源没有SATA电源连接器。

您可能注意到，我最终设法折断了SATA电源连接器的塑料标签。幸运的是，我仍然可以通过Molex连接器为驱动器供电。

同一驱动器的后来版本禁用了Molex连接器，如下所示。

为什么迅猛龙如此重要?

我非常渴望得到这个驱动器，因为它比当时市场上的任何消费驱动器都快。

这个驱动器不仅使你的计算机启动得更快，而且使它反应更灵敏。至少，当时我是这么觉得的。

更快的旋转驱动器并没有带来更多的MB/s吞吐量——尽管这也有所改善——而是减少了欧宝体育直播官网延迟．

转得更快的驱动器^3.可以完成更多的I/O操作每秒或IOPs⁴．它可以在相同的时间内做更多的工作，因为与较慢的转弯驱动器相比，每个操作所需的时间更少。

猛禽-主要集中在桌面应用程序⁵-让专业人士和消费者爱好者都松了一口气。尤其是硬盘性能延迟，是当时最大的性能瓶颈之一。

对于绝大多数消费者或员工来说，这一瓶颈只有在2010年ssd慢慢开始成为新电脑的标配之后才会开始缓解。

这也是ssd的主要意义所在:它们的I/O操作是以微秒而不是毫秒来衡量的。并不是说吞吐量(MB/s)不重要，但是对于大多数交互式应用程序，您关心的是延迟。欧宝体育直播官网这就是为什么当你把硬盘换成SSD硬盘时，旧电脑会感觉焕然一新。ob体育下载

猛禽作为启动驱动器

对于消费者和发烧友来说，猛禽是一个惊人的启动驱动器。74gb的型号足够容纳操作系统和应用程序。大部分数据仍然存储在第二块硬盘上，要么也通过SATA连接，要么仍然通过PATA连接。ob体育下载

使用Raptor作为启动驱动器运行计算机，可以减少启动时间和应用程序加载时间。但最重要的是系统感觉更多的响应。

尽管盘片的转速达到了每分钟10,000转，但它的声音并不比当时的普通驱动器响亮多少。⁷．

在上面的视频中，树莓Pi4从74gb的猛禽硬盘启动。ob体育下载

当时迅猛龙的替代品

从这个角度来看，即使在2003/2004年，10,000 RPM的驱动器在服务器中也很常见。面向服务器的驱动器使用SCSI接口/协议与板载IDE/SATA控制器不兼容。

一些有能力这样做的爱好者确实买了两个控制器⁸以及一个或多个SCSI“服务器”驱动器，以提高计算机的性能。他们甚至可以得到15,000 RPM的硬盘!ob体育下载然而，这些驱动器的声音非常大，容量甚至更小。

猛禽在几乎所有情况下的表现都非常出色，尤其是在那些对消费者和消费者爱好者很重要的情况下。突然之间，你可以以消费者的价格获得SCSI/服务器的性能。

的深入的审查Techreport对WD740的报道显示了迅猛龙的重要性。

迅猛龙的

迅猛龙最终被迅猛龙取代。迅猛龙的外形是2.5英寸，但比普通2.5英寸的笔记本电脑驱动器要厚得多。由于它以每分钟10,000转的速度旋转，驱动器会变得很热，因此它被安装在一个“冰袋”中，以消散产生的热量。这给迅猛龙带来了3.5英寸的外形，就像以前的迅猛龙驱动器一样。

在下面的视频中，树莓Pi4从500gb的迅猛龙硬盘启动。ob体育下载

对Veloci迅猛龙进行基准测试

ob体育下载硬盘驱动器在顺序读/写模式下表现良好，但当数据访问模式变得随机时，它们的性能就会崩溃。这是由于设备的机械性质。在这种随机访问模式下，10,000 RPM的性能优于它们较慢的转向兄弟。

随机4K读取性能，显示IOPs和延迟。这是一种了解驱动器的原始I/O和延迟性能的最坏情况基准。

我已经在IBM M1015 SATA RAID卡上测试了硬盘，闪存到IT模式(HBA模式，没有RAID固件)。图像是用fio-plot，它还附带一个工具来运行fio基准。

很明显，这两个10,000 RPM驱动器优于所有7200 RPM驱动器，正如预期的那样。

如果我们将原来3.5英寸的迅猛龙与2.5英寸的迅猛龙进行比较，性能的提升是显著的:IOPs增加了22%，延迟降低了18%。我认为性能的提升是由于更高的数据密度，更小的尺寸(r/w头在需要的地方更快)和更好的固件的结合。

笔记本电脑和台式机希捷驱动器似乎都比理论上应该有的速度要慢一些。惠普(更名为希捷)的情况正好相反，它的容量和转速似乎比预期的要好。我不知道这是为什么。我只能推测，因为惠普驱动器来自服务器，所以该防火墙针对服务器使用模式进行了调整。

关闭的话

尽管迅猛龙的性能提升相当显著，但它从未得到广泛采用。特别是当猛禽第一次被标记时，它的主要作用是引导驱动器，因为它的容量小。你仍然需要第二块硬盘来存放数据。因此，性能的提高是以显著的额外成本为代价的。

迅猛龙和迅猛龙现在已经过时了。你可以花20到40美元买到一个固态硬盘，即使是那些面向预算的ssd硬盘也会比(Veloci)raptor性能好很多倍。

如果你对更多图片和细节感兴趣，请看看这篇文章．

本文在Hacker News上进行了讨论在这里．

关于这篇文章的Reddit帖欧宝体育直播官网子可以找到在这里

简介

我最受欢迎的博客文章之一是这篇文章欧宝体育直播官网关于“为您的家庭NAS使用ZFS的隐藏成本”。总结本文的主要论点:

扩展基于zfs的存储可能相对昂贵/低效。

例如，如果基于单个3盘RAIDZ vdev(相当于RAID5)运行ZFS池²)，扩容池的唯一方法是增加一个3盘的RAIDZ vdev¹．

您不能仅仅在现有的3盘RAIDZ vdev中添加一个磁盘来创建4盘RAIDZ vdev，因为vdev不能扩展。

这种限制的影响是，你必须预先购买所有的存储空间，即使你在未来几年都不需要这些空间。

否则，通过扩展额外的vdev，您将失去可能不是真正想要/需要的奇偶校验容量，这也限制了NAS的最大可用容量。

RAIDZ vdev扩展

幸运的是，ZFS的这一限制正在得到解决!

ZFS创始人马修·阿伦斯创建了一个把请求大约在2021年6月11日，详细介绍了一个新的ZFS功能，将允许RAIDZ vdev扩展。

最后，ZFS用户将能够通过一次只添加一个驱动器来扩展他们的存储。这个功能可以扩展存储空间，这对预算紧张的家庭用户来说尤其有吸引力^3.．

吉姆·索尔特写过篇好文章欧宝体育直播官网在Ars Technica上讨论这个。

这里仍有一个警告

现有数据将重新分配或重新平衡所有驱动器，包括新添加的驱动器。但是，已经存储在vdev上的数据将不会被删除restripedvdev扩容完成后。这意味着这些数据存储在旧的，低效率的parity-to-data比率。

我认为Matthew Ahrends用他自己的话解释得最好:

在扩展完成后，旧块仍然保持其旧的数据对奇偶比(例如5宽RAIDZ2，有3个数据对2个奇偶比)，但分布在更大的磁盘集中。新的块将以新的数据与奇偶比写入(例如，5宽的RAIDZ2已扩展到6宽，具有4个数据与2个奇偶比)。但是，RAIDZ vdev的“假设奇偶比”没有改变，因此根据zfs list、df、ls -s和类似工具，对于新写入的块，报告的空间可能比预期的要小一些。

因此，如果您将一个新驱动器添加到RAIDZ vdev中，您将注意到在扩展后，您将拥有少可用容量比理论上预期的要大。

然而，更重要的是要理解这种影响积累．这对家庭用户尤其重要。

我认为从少量磁盘开始并随用随扩展的整个概念非常适合家庭用户。但这也意味着每次将磁盘添加到vdev时，现有数据仍然使用旧的数据对奇偶校验率存储。

想象一下，我们有一个10驱动器的底盘，我们开始与4驱动器RAIDZ2。

如果我们继续增加驱动器⁵按照这个例子，直到机箱满了10个驱动器，大约1.35个驱动器的容量“损失”到奇偶校验开销/效率损失欧宝体育直播官网⁴．

我认为这是相当大的开销或容量损失。

这个开销是如何计算的?如果我们只购买10个驱动器并创建一个10个驱动器的RAIDZ2 vdev，数据到奇偶校验的开销是20%，这意味着vdev总原始容量的20%用于存储奇偶校验。这是最有效的情况。

当我们开始使用四个驱动器的RAIDZ2 vdev时，数据到奇偶校验的开销是50%。这与“理想的”10个驱动器的配置相比，节省了30%的开销。

随着我们不断添加驱动器，奇偶校验的相对开销不断下降，因此我们最终得到了具有不同数据与奇偶校验比率的“多个数据集”，这比10个驱动器的最终阶段效率要低。

我创建了一个谷歌表来粗略估计每个阶段的开销，但我的数学完全错了。幸运的是,约里克重写了表格可以在这里找到．谢谢约里克!此外，truena的用户DayBlur也分享了这一信息额外的见解如果你对计算感兴趣的话。

的谷歌表允许您使用各种变量来估计给定场景的容量损失。请注意，由于使用了许多需要填充数据的驱动器而可能产生的任何损失(如Ars Technica文章中所讨论的那样)不属于计算的一部分。

有点不幸的是，特别是在家庭用户希望从小规模开始并随需扩展的场景中，这种开销表现得如此之多。但也有好消息!

失去的能力可以恢复!

开销或“损失容量”可能是恢复通过重写扩展vdev后的现有数据，因为数据将使用更大的vdev中更有效的奇对数据比写入。

重写所有数据可能需要相当长的时间，您可以选择推迟这一步，直到vdev扩展了几次，因此奇对数据比现在“足够好”，可以通过重写数据获得显著的存储收益。

因为开销损失的容量可以完全恢复，我认为这个警告是相对次要的，特别是与以前的情况相比，我们必须用整个vdev扩展池，并且没有办法恢复任何开销。

目前还没有内置机制来触发这种数据重写作为原生ZFS工具的一部分。这将是一个手动过程，直到有人可以创建一个脚本来自动化这个过程。根据Matthew Ahrens的说法，重条带化数据作为vdev扩展过程的一部分将是一项努力规模相近RAIDZ扩展本身。

评价

我认为怎么说都不过分太棒了RAIDZ vdev扩展特性是，特别是对于那些希望从小规模开始并随着时间增长存储空间的家庭用户。

尽管扩展过程可能会积累相当多的开销，但这些开销可以通过重写现有数据来恢复，这对大多数人来说可能不是问题。

尽管ZFS有很多很棒的特性和功能，但我认为相当多的家庭用户还是选择了其他存储解决方案，因为它的扩展成本/开销相对较高。现在这个障碍将被克服，我认为ZFS将更适合家庭用户DIY NAS人群。

发布时间

根据吉姆·索尔特(Jim Salter)在Ars Technica上的文章，这项功能可能会在2022年8月推出，所以我们需要一些耐心。即便如此，您可能已经决定基于ZFS构建新的DIY NAS:当您可能需要扩展存储时，该特性可能已经可用了!

更新一些——在我看来——糟糕的建议

播客2.5管理员(我喜欢听)讨论RAIDZ扩展的话题一集45．

有两句话我想提一下，因为我不同意。

不要重写数据?

正如在他的Ars Technica文章中，Jim Salter一直主张不要在vdev扩展后重写数据，但我个人不同意这个建议。我希望我已经演示了，如果您继续添加驱动器，奇偶校验开销对于大多数家庭用户来说是足够大的，因此值得在添加几个驱动器后重写数据。

就用镜子吧!

我也不同意的建议用镜子，尤其适合家庭用户⁶．我个人认为这是一个糟糕的建议，因为家庭用户和企业环境一样有其他的需求和愿望。

如果“只使用镜像”仍然是建议，为什么Matthew Ahrends首先建立整个RAIDZ vdev扩展功能?我认为RAIDZ vdev扩展对家庭用户非常有益。

也许Jim和我对于家庭用户想要或需要DIY NAS存储解决方案有非常不同的想法。欧宝体育直播官网我认为家庭用户想要的是:

在可接受的冗余下，以尽可能少的钱获得尽可能多的存储空间。

此外，我认为家庭用户通常使用较大的文件(至少几兆字节)。如果它们有时使用更小的文件，它们可以接受由于单个RAIDZ vdev较低的随机I/O性能而导致的一些性能损失⁷．

坦率地说，对我来说，“只使用镜像”的建议被用来“淡化”ZFS的一个重大限制⁸．吉姆是Ars Technica网站上的一位多产作家，拥有大量读者，所以他的建议很重要。所以这就是为什么我认为他坚持“只使用镜子”很可悲，而这显然不符合大多数家庭用户的最佳利益。

然而，这只是我的观点，你自己决定什么是最好的。

简介

在DIY NAS上下文中处理存储时，会出现两个重要的主题:

1. 不可恢复的读错误(ure)或像我这样的老人所说的“坏扇区”
2. 无声数据损坏(存储层不注意的数据损坏)

我有一个强烈的印象，人们倾向于混淆这些概念。然而，当人们想要购买或构建自己的diy NAS时，他们经常会在评估他们的选择时出现。

在本文中，我想明确区分这两者并评估其风险。这可以帮助你评估这些风险，并做出明智的决定。

不可恢复的读错误(由于坏扇区)

当硬盘遇到“坏ob体育下载扇区”时，这意味着它不能再读取该特定扇区的内容。

如果硬盘在多次ob体育下载尝试后仍无法读取该数据，操作系统将返回一个不可恢复的读取错误(URE)。

这是一个(在Linux上)遇到读取错误的驱动器的例子，从/var/log/syslog中取出(为了可读性剔除了一点):

sd 0:0:0:0: [sda] tag#19 FAILED Result: hostbyte=DID_OK driverbyte=DRIVER_SENSE sd 0:0:0:0: [sda] tag#19 Sense Key: Medium Error [current] sd 0:0:0:0: [sda] tag#19 Add. Sense:未恢复的读取错误sd 0:0:0:0: [sda] tag#19 CDB: read (10) 28 00 02 1c 8c 00 00 00 00 98 00 blk_update_request: critical Medium Error, dev sda, sector 35425280 op 0x0:(read) sd 0:0:0:0: [sda] tag#16 FAILED Result: hostbyte=DID_OK driverbyte=DRIVER_SENSE sd 0:0:0:0: [sda] tag#16 Sense Key:Medium Error [current] sd 0:0:0:0: [sda] tag#16 Add. Sense: Unrecovered read Error sd 0:0:0:0: [sda] tag#16 CDB: read (10) 28 00 02 1c 8d 00 00 00 88 00 blk_update_request: critical Medium Error, dev sda, sector 35425536 op 0x0:(read)

如果无法读取扇区，则该扇区内的数据将丢失。根据我的经验，如果你遇到一个坏区，很快就会有更多坏区出现。所以如果发生这种情况，是时候更换硬盘了。ob体育下载

我们使用RAID来防止驱动器故障。RAID(无论实现)也可以处理“部分故障”，如驱动器遇到坏扇区。

在RAID阵列中，遇到不可恢复的读取错误的驱动器只是被踢出阵列，所以它不会“挂起”或“暂停”整个RAID阵列。

请注意，这种行为取决于所选择的特定RAID解决方案¹．问题的关键是坏扇区或ure是一个常见的事件，RAID解决方案可以正确地处理它们。

坏扇区(导致ure)的真正问题是，它们可能一直未被发现，直到为时已晚。所以在早期发现它们，这是非常重要的运行常规数据擦洗。我写一篇文章特别是关于这个话题。欧宝体育直播官网

无声数据损坏

不可恢复的读取错误意味着我们不能读取文件的(一部分)。虽然这是不幸的-因为我们最好有一个完整的备份文件-我们也很幸运。

我们为什么幸运?

我们很幸运，因为存储系统(硬盘和操作系统)报告了一个错误。ob体育下载我们能够诊断出问题并采取行动。

但有可能在你的硬盘、SATA控制器或操作系统不注意的情况下，比特和字节被损坏了。ob体育下载在某个地方，以某种方式，一个位被读取或传输为1，而它本应该是0。

这是非常糟糕的，因为数据损坏是未被发现，它是'沉默，没有通知。

因为想象一下会发生什么:损坏的文件愉快地由备份软件备份，因为它没有意识到有任何错误。当您发现数据损坏时，原始的原始文件已经不再是备份的一部分了。您将留下一个损坏文件的大量备份。我们遇到了数据丢失。

这是最可怕的一种数据丢失。因为它很难被发现。你必须不断地计算一个文件的校验和，并验证它仍然是正确的。

这就是——尽管很简单——确切地说ZFS(在许多其他事情中)。ZFS在块级使用校验和，因此每次读取时确保块中包含的数据是否仍然有效。ZFS是少数几个具有这种强大特性的文件系统之一(BTRFS是另一个例子)。

常规RAID阵列(无论是基于硬件的还是基于软件的)无法检测静默数据损坏(尽管RAID6可以做到)。因此，必须清楚ZFS能够抵御“常规”RAID无法应对的风险。

无声的数据损坏是家庭DIY NAS建设者的重大威胁吗?

虽然无声的数据损坏是一个非常可怕的威胁，但据我所知，这并不严重独立的风险证据沉默数据损坏是如此之高，以至于普通家庭DIY NAS建设者应该考虑到这种风险吗²．

也许我错了，但我认为许多人错误地混淆了ure或不可恢复的读错误(由坏扇区引起)沉默数据损坏。我认为这是错误的，因为根本没有沉默欧宝体育直播官网关于一个不可恢复的读错误。

事实是，硬盘驱动器实际上是非常可靠的ob体育下载沉默数据损坏，因为他们大量使用错误检测和修正算法。硬盘驱动器的很大一部分原始容量被牺牲来存储冗余信息，以帮助检测和纠正数据损坏。ob体育下载根据维基百科、使ob体育下载用的硬盘Reed-Solomon纠错在过去和更现代的驱动器使用方法,．

这些错误修正代码确保了数据的完整性。虽然“软”读错误可能发生，但硬盘驱动器上存储了足够多的额外冗余信息来检测错误，甚至重构数据(在某种程度上)。ob体育下载你的硬盘自ob体育下载己处理这些，这是正常操作的一部分。

所以这就是我的观点:重要的是要理解，在硬盘驱动器中有很多防止无声数据损坏的保护措施。ob体育下载因此，无声数据损坏的风险很小^3.．

有时读取的数据是如此的乱码，即使是错误纠正代码也不能重建数据，因为它是最初存储的，这就是我们所经历的不可恢复的读取错误。但是磁盘注意到了!它会报告的!这一点都不安静!

要真正产生无声的数据损坏，需要发生一些非常特殊的事情。需要明确的是:这样的事情确实会发生．但它们非常罕见。

以某种方式，一个比特必须翻转，这个事件没有被错误修正算法检测到。也许是从硬盘读取数据时，硬盘缓存中的比特翻转了。ob体育下载也许它在通过SATA电缆传输时翻转了。

但有趣的是，SATA协议还在协议中嵌入了错误检测，以实现可靠的数据传输。这是错误检测和纠正一直往下．

风险是沉默因此，数据损坏的发生是非常小的，特别是对于家庭用户。

同样，毫无疑问:风险是真实存在的，对于拥有数百、数千或数万个驱动器的大规模存储解决方案(san /存储阵列)，确实必须考虑到无声数据损坏的风险。在规模上，即使是非常小的风险也会成为必然。

企业存储解决方案通常使用自己的专有解决方案来防止无声数据损坏。尽管它取决于特解⁴在美国，它通常是存储阵列的一部分。ZFS是革命性的，因为他们把数据完整性检查放在文件系统本身。

因此，如果您认为无声数据损坏的风险仍然很高，应该保护自己免受它的侵害，我建议您考虑使用ECC内存防止内存中的数据损坏。坦率地说:我认为非ecc内存比存储子系统更有可能导致静默数据损坏，存储子系统已经采用了所有这些错误检测和纠正算法。非ecc内存完全不受保护。

Anekdote我自己经营一家24-drive NAS基于ZFS，它已经连续6年坚如磐石。

有时，我确实会运行磁盘“擦洗”，这可能需要相当长的时间。尽管我有许多tb的数据受到ZFS的保护，但是没有检测到一个无声的数据损坏实例。我演过那么多手术我读过的不止是拍字节有价值的数据。

Anekdote:有人犯了一个错误，用了电缆类型错误将硬盘连接到HBA卡。ob体育下载这导致了实际的无声数据损坏。因为此人正在运行ZFS，所以ZFS检测到了他的数据。在这个例子中，ZFS确实保护了一个人不受无声数据损坏的影响。

评价

我希望不可恢复的读取错误和静默数据损坏之间的区别是明确的，并且我们不应该混淆这两者。它们有不同的风险概况。

此外，我认为无声的数据损坏是真正的这是一个很严重的问题在规模，这是相应的处理。

但是，我还认为，除非您是在地下室运行小型数据中心的家庭用户，否则无声数据损坏的风险非常小合理的作为DIY NAS构建者接受风险，而不寻求针对它的特定保护。

由你来决定。如果您希望使用ZFS并防止隐式数据损坏，您还应该了解并接受ZFS成本．我自己已经接受了我自己NAS的成本，但如果你不接受也没关系。如果你那么在意静默数据损欧宝体育直播官网坏，也请考虑使用纠错码存储器．

但在我看来，你是不如果你选择Unraid, Snapraid, Linux内核RAID, Windows存储空间或其他相同的选项，就会冒不合理的风险。我会说这是合理的由你决定。

请记住:家庭用户NAS盒的著名供应商似乎都使用常规的Linux内核RAID在引擎盖下面。他们似乎认为这没什么。

最后，真正重要的是一个解决方案能满足您的需求，也符合您的预算和专业水平。当出现问题时，你能解决问题吗?