آنچه امروزه در فناوری سخت افزار سرور به جهت بالارفتن سرعت و کارایی سیستم مطرح و روی عملکرد سرور انتخابی ما تاثیرگذار می­ باشد، نوع Cup و Ram دستگاه می باشد. از آنجایی که ما می­ خواهیم Ram حداقل خطا به همراه بالاترین قدرت تصحیح داده را در اختیار مان قرار دهد و نوعی هماهنگی بین Cup و Ram از لحاظ سرعتی برقرار باشد، بهتر است در ابتدا از انواع Ram و شکل ساختاری آن­ها اطلاع داشته باشیم و در نهایت به بررسی نسل­های پیشرفته­ آن بپردازیم تا درنهایت بسته به نوع سرور و Cup انتخابی­ مان نوع Ram سازگار با دستگاه را داشته باشیم.

برای آنکه به درک راحت­ تری از کارکرد Ram در سیستم برسیم، زمانی را تصور کنید که چندین کار همزمان با سیستم­ انجام می دهید و داده­ های هر کدام بطور موقت تا قبل از قطع جریان برق روی سیستم تان ذخیره می­ ماند، این همان وظیفه ای است که Ram برای سیستم شما انجام می ­دهد.

Ram در واقع حافظه دسترسی تصادفی؛ نوعی حافظه جانبی سیستم سخت­ افزاری به حساب می ­آید که با نوشتن تصادفی داده­ ها در قالب ۰ و ۱ روی تراشه های خود و انتقال این داده ­ها از طریق گذرگاه­های Memory Controller به Cup و برگشت دوباره آن­ها، به ذخیره موقتی داده ­ها می پردازد. در واقع با ایجاد ارتباط غیر مستقیم بینRam و Cup از کند شدن سرعت پردازشی سرور کاسته و به جای اینکه Cup بخواهد مستقیم با هارد سرور در ارتباط باشد از طریق Ram ذخیره ­سازی موقتی داده ها انجام خواهد شد. Memory Controller ها دارای گذرگاه ­هایی می ­باشند که به آنها Memory Bus یا باس رم گفته می­شود و Ram از طریق این گذرگاه ­ها به Memory Controllerها وصل و به ماژول­هایRam دستور ذخیره و بازیابی اطلاعات را می دهد.

زمانی که شما می ­خواهید برای سرور، Ram سازگار با آن را انتخاب کنید ممکن است کارشناس فروش به شما راجب Memory Busها بگوید و اعدادی مثل ۱۰۶۶، ۱۳۳۳، ۱۶۰۰،…و ۲۹۳۳ به گوش ­تان رسیده باشد در واقع این ارقام همان فرکانس کلاک مشخص شده در Ram می­ باشد که نشان دهنده میزان انتقال اطلاعات در هر ثانیه است که در ادامه مقاله بیشتر راجب فرکانس کلاک صحبت خواهیم کرد.

در اینجا می­ خواهیم درک کنیم وقتی ماژول ­های Ram روی اسلات Ramسوار می ­شوند و می ­خواهیم بین ماژول ­ها در اسلات­ Ram با Cup کار گذاشته در سرور سازگاری برقرار شود، منظور چیست.

شما زمانیکه Cup انتخابی تان را براساس مدل سرور بر روی مادر برد نصب کردید میبینید در کنار هر کدام از Cpuها یک سری اسلات قرار گرفته و اصولا بسته به نوع مدل سرور تعداد اسلات ها بین ۶تایی، ۸تایی، ۱۲تایی، ۲۴تایی متغییر می­باشد. بایستی همیشه در نظر داشته باشید همخوانی Ram با Cup کار گذاشته شده برقرار باشد. به عنوان مثال در سرور مدل G8 DL380 ProLiant نمی ­توان از مدل DDR4-2933 استفاده نمایید چون هیچ گونه ساپورت بین Cup و مادر بورد دستگاه با این مدلRam وجود ندارد و نهایت مدل Ram ساپورت شده در این سرور DDR3-1600 می باشد. پس شما همیشه بایستی یک­سری فاکتورهای اصلی از Ram انتخابی­ تان را در نظر داشته باشید تا هزینه ه­ای که برای Ram در نظر گرفته می­شود بیهوده نباشد. براین اساس شاید بهتر باشد قبل از آنکه از انواع Ram صحبت شود به فاکتورهای مهم Ram پرداخته شود:

حجم Ram

حجم Ramها از ۲ گیگابایت تا ۲۵۶ گیگابایت متغییر است. اصولا روی ماژول ­های Ram اولین عددی که می­ بینید مربوط به حجم حافظه Ramتان است. عملا بالابردن این رقم به تنهایی ملاک کافی انتخاب Ram نیست و فاکتور مهم دیگری به نام سرعت Ram مطرح است. در سرعت Ram دو عامل مهم باید درنظرگرفته شود: فرکانس Ram و میزان تاخیر یا Latency.

فرکانس Ram

اینکه در هر ثانیه چه میزان اطلاعات می­تواند منتقل شود با معیاری به نام فرکانس کلاک مشخص می­شود و اعداد مشخصی برای آن وجود دارد. واحد اندازه ­گیری فرکانس کلاک براساس مگاهرتز است و از این محدوده ارقام خارج نیست: ۴۰۰، ۵۳۳، ۶۶۷، ۸۰۰، ۱۰۶۶، ۱۳۳۳، ۱۶۰۰، ۱۸۶۶، ۲۱۳۳، ۳۲۰۰، ۲۴۰۰، ۲۹۳۳ و ۲۶۶۶.

نمایش فرکانس کلاک به دو روش صورت می­گیرد. گاهی ممکن است به صورت DDR3-1600 یا PC3-12800 نمایش داده شود. عددی که بلافاصله بعد از DDR یا PC می­ آید نسل Ram را نشان می ­دهد و عدد انتهایی در DDR نشان دهنده فرکانس کلاک Ram بر حسب مگاهرتز و عدد انتهایی در PC حداکثر سرعت انتقال داده (Bandwitch) بر حسب مگابایت بر ثانیه را نشان می­ دهد که این عدد از ضرب عدد ۸ در فرکانس اصلی بدست می ­آید. این عدد نشان می دهد در هر ثانیه بین Memory controller و ماژول Ram چه تعداد بایت انتقال داده داریم.

اصولا زمانی که به همخوانی Cpu با Ramمی پردازند از همین فرکانس سرعتی صحبت خواهد شد، مثلا گفته می ­شود در مدل سرور DL380G10 پهنای باند DDR4 که شامل ۳۲۰۰، ۲۹۳۳ و ۲۶۶۶ می­ باشد ساپورت می شود. همیشه در نظر داشته باشید که فرکانس Ram انتخابی شما هیچ وقت نباید از فرکانس قابل پشتیبانی توسط مادربورد سیستم ­تان بالاتر شود چرا که در این حالت Ram عملا با سرعت پایین ­تری از سرعت اصلی خود کار خواهد کرد.

تایمینگ Ram

میزان تاخیر یکی دیگر از عامل ­هایی است که وقتی شما Ramتان را براساس سرعت می ­سنجید به چشم می ­آید. بازه زمانی که بین درخواست شما و پاسخ سیستم هست، میزان تاخیرRamگفته می ­شود و هرچه این مقدار در Ram کمتر باشد، سرعت Ram تان بالاتر است. این زمان را با CAS یا CL نشان می­ دهند و با کلاک پالس بیان می ­کنند.

معمولا در خرید سرور خیلی به عدد CAS دقت نخواهد شد و بیشتر براساس ظرفیت و فرکانس Ramخرید صورت می ­گیرد. از آنجایی که همه DDR4های ۲۶۶۶ عدد CAS ۱۹ و همه DDR4 ۲۹۳۳ عدد CAS ۲۱ دارند شاید نتوان مقایسه دقیقی براساس آن داشت. اما زمانی که بخواهیم Ram از دو نسل مختلف، با فرکانس سرعتی ثابت و CAS متغیر را مقایسه کنیم برای مان این عدد مهم می ­باشد و باید بدانیم هرچه نسل DDRها بالاتر رود تاخیر زمانی هم از نظر عددی بیشتر می ­شود اما چون سرعت کلاک هم بیشتر می شود در نهایت این تاخیر کمتر در نظر گرفته می شود. بطور مثال اگر DDR2-800 با CL5 را با DDR3-800 و CL7 مقایسه کنیم چون سرعت فرکانسی هر دو ثابت هست DDR3 کندتر می ­باشد.

نکته قابل توجه دیگر در همخوانی Ram با مادربورد سیستم، تعداد حداکثر اسلاتRamو حداکثر ظرفیت قابل پشتیبانی آن می ­باشد. مثلا در Ramهای مدل DDR2 که تنها ۴ اسلات داشته هر اسلات حداکثر تا ۴GB پشتیبانی می ­کند و نهایت می ­شود ۱۶ گیگابایت (۴ماژول ۴گیگابایتی)  حافظه Ram استفاده کرد یا در DDR3 که ۸ اسلات با حداکثر ظرفیت ۸GB پشتیبانی می ­شود می­ توان ظرفیت Ram سرور تان را تا ۶۴GB بالا ببرید.

تعداد کانال­ های Ram که مسیر ارتباطی بین Ram و Cup دستگاه می ­باشد در سرعت Ram تاثیر دارد. در مادربوردهای دوکاناله بهتر است به جای استفاده از یک ماژول حجیم از ماژول هایی با حجم کمتر استفاده شود. مثلا به جای استفاده از یک ماژول حافظه ­ای ۱۶GB در DDR4 بهتر است از دو ماژول ۸GB همان نوع Ram استفاده کرد.

حال پس از بررسی فاکتورهای تاثیرگذار در انتخاب Ram به انواع Ramو تکنولوژی نسل­های پیشرفته آن می پردازیم.

انواع Ram:

Ramمی­ تواند به دو نوع Ram استتیک (SRAM) و Ram دینامیک (DRAM) تقسیم شود. آنچه در تقسیم ­بندی Ram در ارتباط با Ramهای سروری امروزه مطرح می ­باشد مربوط به نسل پیشرفته SDRAMها با سرعتی دو برابر DRAM و شامل DDRها یعنی DDR1، DDR2، DDR3، DDR4 و DDR5 می ­باشد که ساختار طراحی آن­ها بر مبنایSDRAMها و در واقع کلاک پالس هایی است که راجب آن صحبت شد و به جای آنکه در هر کلاک پالس یک بیت داده منتقل شود، دو بیت انتقال داده داریم. نسل بعدی در حافظه Ram، QDRها می باشد که به جای دو بیت انتقال داده در هر پالس کلاک، ۴ بیت داده انتقال می ­باید که در آینده به تکنولوژی ساختاری آن بیشتر می پردازیم.

در واقع DDRها از کلاک پالس برای هم ساز سازی داده ها استفاده می کنند مثلا گفته می شود که DDR2-800 در ۴۰۰ مگاهرتز یا DDR2-1066 و DDR3-1066 در ۵۳۳ مگاهرتز و DDR3-1333 در کلاک پالس ۶۶۶.۶ مگاهرتز کار می کند. خیلی مهم است بدانید که این کلاک پالس ها حداکثر حافظه موثر می باشد. ویژگی­های فرکانس سرعتی DDRها را در جداول زیر جداگانه نشان داده ایم:

RAM	سرعت انتقال باس (مگاهرتز)	پهنای باند (مگابایت بر ثانیه)
DDR2-400	۴۰۰	PC2-3200
DDR2-533	۵۳۳	PC2-4266
DDR2-667	۶۶۷	PC2-5333
DDR2-800	۸۰۰	PC2-6400
DDR2-1066	۱۰۶۶	PC2-8533

RAM	سرعت انتقال باس (مگاهرتز)	پهنای باند (مگابایت بر ثانیه)
DDR3-800	۸۰۰	PC3-6400
DDR3-1066	۱۰۶۶	PC3-8500
DDR3-1333	۱۳۳۳	PC3-10600
DDR3-1600	۱۶۰۰	PC3-12800
DDR3-1866	۱۸۶۶	PC3-14900
DDR3-2133	۲۱۳۳	PC3-17000

RAM	سرعت انتقال باس (مگاهرتز)	پهنای باند(مگابایت بر ثانیه)
DDR4-1600	۱۲۸۰۰	PC4-12800
DDR4-1866	۱۴۹۰۰	PC3-14900
DDR4-2133	۱۷۰۰۰	PC3-17000
DDR4-2400	۱۹۲۰۰	PC3-19200
DDR4-2666	۲۱۳۳۳	PC3-21333
DDR4-2933	۲۳۴۶۶	PC3-23466
DDR4-3200	۲۵۶۰۰	PC3-25600

حال اگر بخواهیم توضیحی کلی راجب نحوه انتقال داده در ساختار DDRها داشته باشیم باید بدانید که انتقال داده در DDR1 به صورت دو بیتی هست، یعنی در هر کلاک پالس ۲ بیت داده بین خانه­ های حافظه و بافر Ram با بالاترین ولتاژ یعنی ۲.۵ ولت جابجا می ­شود که با پیشرفت DDRها این میزان ولتاژ کمتر خواهد شد. در DDR2 در هر کلاک پالس، ۴ بیت انتقال داده با ولتاژ ۱.۸ ولت داریم. در DDR3 در هر کلاک پالس ۸ بیت انتقال داده با ولتاژ ۱.۵ ولت داریم و در DDR4 در هر کلاک پالس ۱۶ بیت انتقال داده با ولتاژ ۱.۲ ولت داریم که در واقع نشان می­ دهد یکی از اهداف متخصصان در تکنولوژی DDRها پایین آوردن همین ولتاژ و بالابردن توان کاری Ram بوده است.

از لحاظ ساختاری قابل توجه ترین تفاوت DDRها در شکاف بین پین­ ها و تعداد­شان می ­باشد. DDR1 دارای ۱۸۴ پین و DDR2 دارای ۲۴۰ پین، DDR3 ۲۴۰ پین و DDR4 ۲۸۸ پین است و چون جایگاه پین ­ها در هر DDRفرق دارد نمی ­توان به عنوان مثال در اسلات DDR4 ماژول DDR3 را جایگزین کرد. بطور کلی اینکه به صورت ترکیبی از ماژول های نسل DDR2 و DDR3 و DDR4 باهم بر روی مادر بورد استفاده کرد کاملا نشدنی است و نوع Ram کاملا به نوع مادر بورد سیستم شما بستگی دارد.

– شکل ساختار ظاهری DDRها را در زیر می بینید:

– تعداد پین Ram برای هر DDR و مثالی از هر کدام در جدول زیر ارایه شده است:

نوع متداول و سرعت	تعداد پین	نوع RAM
PC3200 = 400MHz/3200Mbps	۱۸۴	DDR SDRAM
DDR2-800 (PC2-6400) = 800MHz/6400Mbps	۲۴۰	DDR2 SDRAM
DDR3-1333 (PC3-10600) = 1333MHz/10,600Mbps	۲۴۰	DDR3 SDRAM
DDR4-2400 (PC4-19200)= 2400MHz/19200Mbps	۲۸۸	DDR4 SDRAM

 

 

– در زیر تصویر ماژول های مختلف و ویژگی هایی که راجب Ramها صحبت کردیم علامت گذاری شده است:

۱- ۲۵۶MB DDR module, PC3200 (DDR400)

۲- CL3 latency

۳- ۲GB DDR2 module (from matched set), DDR2-667 (PC2-5300)

۴- CL5 latency

۵- ۲GB DDR3 module, PC3-10600 (DDR3-1333)

۶- CL9 latency

۷- ۸GB DDR4 module, DDR4-2133 (PC4-17000)

در مبحث سرور شما نوعی تقسیم بندی Ram دارید به صورت زیر:

– Buffered Registered

– Unbuffered Registered

بیشتر سیستم­ های دسکتاپی از ماژول­های Unbuffered Registered استفاده می ­کنند ولی در سیستم­ های سروری ماژول استفاده شده به صورت Buffered Registered می باشد. در این نوع Ram نوعی ثبات بین ماژول Ram و Memory controller ایجاد که باعث کاهش بار الکتریکی روی Memory controller و پایداری آن می شود. این تکنولوژی به داشتن تعداد اسلات بالاتر روی مادر بورد کمک و از طرفی باید مادر بورد سیستم قابلیت پشتیبانی از این نوع Ramها را داشته باشد. سرعت این Ram در مقایسه با نوع غیربافری پایین تر است اما به دلیل پایداری بالا ترشان ترجیح بر این است در سرور ها از آن­ها استفاده شود.

تکنولوژی دیگری که در Ram استفاده و مربوط به تشخیص و تصحیح خطاهای داده ای می باشد، ECC است و کارایی آن برطبق اضافه کردن چیپ در ماژول Ram می باشد. نام دیگری که برای ECC استفاده می شود EDAC می باشد.

در نظر داشته باشید آنچه زمان خرید Ram اولویت دارد، همخوانی و سازگاری Ram با سرور می باشد. نوع ماژول Ram، سرعت آن، ظرفیت حافظه ای ماژول بایستی مادربورد سرور را ساپورت و با سیستم همخوانی داشته باشد. بر چسبی که روی ماژول Ram می بینید نوع ماژول، سایز، سرعت و مقدار CL را نشان می دهد و می توانید با خواندن این اطلاعات و مراجعه به سایت سازنده همخوانی Ram با مادر بورد انتخابی تان را پیدا کنید. ما در اینجا یک بررسی کلی از ویژگی های Ram برای مدل ProLiant 380G9 انجام داده ایم:

از لحاظ سرعت:

DDR4-3200، DDR4-2666، DDR4-2933

از لحاظ نوع ماژول:

RDIMM، LRDIMM، VLP RDIMM

از لحاظ فرم فاکتور:

RDIMM، LRDIMM

از لحاظ تکنولوژی:

DDR4

از لحاظ ولتاژ:

۱.۲V

از لحاظ PC:

PC4-25600، PC4-21333، PC4-23466

از لحاظ DRAM:

میکرون

از لحاظ ظرفیت:

۸GB، ۱۶GB، ۳۲GB، ۶۴GB، ۱۲۸GB

هر سیستم کامپیوتری برای کار کردن نیاز به RAM دارد. اما تنوع این RAM ها آنقدر زیاد است که ممکن است برای انتخاب یک RAM مناسب گیج شوید. بیشترین نوع حافظه‌ای که امروز استفاده می‌شود یا  Registered memory است یا حافظه‌ی      .Unregistered memory

در این مقاله قرار است به بررسی تفاوت بین این دو نوع حافظه بپردازیم.

حافظه‌ی Registered، که با عنوان RDIMM نیز شناخته می‌شود، یک ثبات بین ماژول‌های DRAM و کنترل گر حافظه‌ی سیستم ایجاد می‌کند. این یعنی بار الکتریکی کمتری روی کنترل‌گر حافظه‌ی سیستم قرار می‌گیرد و به سیستم‌ها اجازه می‌دهد تا ماژول‌های حافظه‌ی بیشتری را برای برقراری تعادل پشتیبانی کنند.

memory registered به دلیل نیاز به شدت جریان برق بیشتر، هزینه‌ی بیشتری نسبت به Unregister‌ها دارند. بنا‌براین، registered memory معمولا تنها برای سیستم‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به  RAM‌زیادی دارند و قابل اطمینان بودن سیستم مثل “سرور ها” ضرورت دارد.

بیشتر رم‌های registered شامل ECC نیز می‌شوندکه می‌تواند بیشتر خطاهای داده‌ی اینترنتی را شناسایی و اصلاح کند.

امروزه،  بیشترین حافظه‌های استفاده شده در دکستاپ‌ها، نوت بوک ها و موبایل ها که توسط کاربران عادی استفاده می‌شود از نوع unbuffered یا همان non-Ecc می‌باشد. این نوع RAM ها به عنوان رم های رایج شناخته می‌شوند. همانطور که قبلا اشاره شد، شما برای راه اندازی یک سیستم کامپیوتری ساده به رم‌های ECC نیاز ندارید، ولی اگر قصد راه اندازی یک سرور بزرگ یا ساخت یک دیتاسنتر را دارید استفاده از ECC ها یک امر ضروری به شمار می‌آید.

تفاوت عملکرد Registered ECC Memory با Unbuffered ECC

تفاوت اساسی بین این دو این است که command یا دستوری که در پیکربندی unbuffered  داده می‌شود، مستقیما از کنترل‌گر به سمت ماژول حافظه می‌رود؛ در‌حالی که در  پیکربندی Registered memory دستورها اول به بانک registered memory و بعد به ماژول ها ارسال می‌شوند. همچنین استفاده از ECC memory موجب می‌شود صدمه و آسیب کمتری به سرورها وارد شود.

حافظه‌ی ECC چکار میکند؟

حافظه‌ی ECC برای بیشتر محیط‌های تجاری ضروری محسوب می‌شود. اصلاح خطای تک بیتی در یک ۸بیت بایت باعث می‌شود ارور‌های تک بیتی هنگام وقوع، هم شناسایی و هم اصلاح شوند. برخلاف اکثر رم های دیگر که دارای ۸ تراشه هستند، حافظه‌ی ECC دارای ۹ تراشه است و همین تراشه‌ی اضافی، تراشه‌ ای است که برای تشخیص خطا و اصلاح استفاده می‌شود.

 بیشتر مصرف کنندگان انتخاب دیگری به جز استفاده از حافظه‌های unregisterd ندارند، به این خاطر که CPU هایی مثل Intel’ Core و یا سری   AMD Ryzen تنها حافظه‌های Unregistered را پشتیبانی می‌کند.

در حقیقت، Unbuffered Ecc DRAM تنها گزینه‌ی موجود برای بیشتر برای کاربران است ، مگر اینکه یکی از این دستگاه‌ها با یک پردازنده‌ی Intel یا AMD اجرا شود که بتواند حافظه‌ی ECC را پشتیبانی کند.

پشتیبانی از ماژول‌های registered memory تنها برای سیستم‌هایی امکان‌پذیر است که دارای CPU های سطح سرور باشند. مثل : Intel’s Xeon lineup یا AMD’s EPYC.

دلیل اصلی آن این است که memory registerd از یک unregistered memory گران تر است حتی با اینکه از ظرفیت یکسانی برخوردار هستند و برای طیف وسیعی از مصرف‌کنندگان عادی استفاده از registerd Memory یا ECC هیچ نفع یا کاربردی ندارد.

نتیجه‌گیری

ما دو نوع حافظه داریم : Registered ECC Memory با Unbuffered ECC (unregistered memory)

• سیستم‌های کامپیوتری معمولی (PC) ، موبایل ها و … که توسط کاربران عادی استفاده می شود از رم های unregistered memory‌ استفاده میکنند.
• ECC Memory ها برای سرور‌ها که نیاز به قدرت بیشتر و عملکرد بالاتری دارند استفاده می‌شود. هر سازمان کوچک یا بزرگی نیاز به یک سرور قوی یا یک دیتاسنتر دارد. برای این نوع سرورها تنها از ECC Memory  ها استفاده می‌شود.
• ECC Memory  توانایی شناسایی و اصلاح خطاهای رایج را دارد که قابلیت تشخیص سریع آن با کمتری احتمال خطای ممکن از مهمتری مزایای این رم ها محسوب می‌شود.

نوع حافظه جانبی در سیستم شما و سرعت پردازش اطلاعات و دسترسی به آنها بسته به نوع هارد درایوی می باشد که شما درنهایت برای سرور تان انتخاب می کنید. زمانی که شما صاحب کسب و کاری هستید، کم کم اطلاعات تان شروع به پر کردن حافظه های داخلی سیستم خواهد کرد و نیاز به حافظه های جانبی پیدا خواهید کرد که بتوان اطلاعات را به صورت دایم در آن نگه داری کرد و این اطلاعات به راحتی برای شما قابل دسترس باشند. از آنجایی که هارد درایو ها نقش بسزایی در نگه داری دایم اطلاعات داشته، هارد سرور امروزه جزو قطعات سخت افزاری پر کاربرد در بازار خرید و فروش تجهیزات سرور می باشد.

هارد سرور اچ پی به فرم های HDD (Hard Disk Drive) ، SSD (Solid State Disk) در بازار موجود می باشد و هر کدام در انواع مختلف و با میزان سرعت و ظرفیت ذخیره سازی متنوعی تولید می شوند. اگرچه تکنولوژی های نوین هارد ها به صورت M2 و NVMe کم کم وارد بازار سرور شده اند اما هنوز هم تنوع در هارد های HDD و SSD پاسخگوی نیاز بسیاری از کاربران سرور می باشد.

زمانی که می خواهید بین هارد درایو HDD و SSD مناسب ترین را انتخاب کنید شاید دچار سردرگمی شوید. برای آنکه بتوانید تفاوت SSD با HDD را درک و بدانید چگونه این دو هارد متفاوت از هم عمل می کنند ابتدا بایستی کمی راجب به هر دوی آن ها اطلاعات داشته باشید.
هارد HDD:
HDD اطلاعات را بر روی مجموعه ای از صفحه های مدور چرخان به نام پلاتر ها ذخیره می کند که روی هر صفحه دیسک، اهرمی قرار گرفته به نام هد هارد که موقع خواندن و نوشتن اطلاعات در جای دقیقی روی دیسک قرار گرفته و اطلاعات را قابل دسترس می کند. از آنجایی که هد های درایو برای خواندن و نوشتن اطلاعات باید از قسمت های مختلف دیسک استفاده و دیسک دائما در حال چرخش باشد پس در دسترسی به داده ها، تاخیر ایجاد می شود. در تکنولوژی های جدیدتر پلاترها کوچک شده تا سرعت چرخش دیسک بالاتر شود اما در هر صورت این چرخش باعث ایجاد حرارت و بالابردن توان مصرفی می شود.

سرعت چرخش این صفحه ها در هارد های HDD به صورت ۱۰K، ۷.۲K و ۱۵K و با واحد RPM (Rotation Per Minute) بیان می شود. به عنوان مثال دور چرخش در هارد HDD مدلHPE 900GB SAS 10K 6G SFF،  ده هزار دور در دقیقه می باشد.

هاردهای HDD از نظر چرخه خواندن و نوشتن طول عمر بیشتری دارند اما بدلیل قطعات متحرکی که دارند، احتمال خرابی هر قطعه و میزان مصرف انرژی در آن ها بالاتر می باشد. از طرفی بدلیل ارزان بودن و ظرفیت ذخیره سازی بالای آنها در بازار رایج تر هستند.
SSD:
هارد SSD به چرخش دیسک ها وابسته نیست و اطلاعات روی فلش هایی به اسم NAND ذخیره می شود و برخلاف RAM که اطلاعات پس از قطع جریان برق از بین می رود، داده ها در NAND حتی پس از قطعی جریان برق ذخیره می ماند و این فناوری باعث افزایش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات در آنها شده است.

در واقع این هاردها نوع پیشرفته ای از فلش مموری ها می باشند و عملیات خواندن و نوشتن توسط کنترلری که به عنوان پردازنده عمل می کند، انجام می شود و دسترسی به داده ها اتفاقی نمی باشد به همین دلیل سرعت دسترسی به داده ها بالا است. SSD خواندن و نوشتن را بر روی صفحه هایی که خالی هستند انجام می دهد و رونوشت ندارد. مکانیکی نبودن این هاردها، سرعت بالاتر، تولید حرارت کمتر و عدم ایجاد صدا از مزایای هاردهای SSD می باشد.­ از طرفی قیمت این هاردها بالا می باشد و طول عمر کمتری دارند و بایستی برای انتخاب آنها هدف مان از استفاده آنها مشخص باشد.

اگر بخواهیم با نحوه کارکرد SSD ها آشنا شویم بهتر است ابتدا ساختار ساده ای از یک سلول فلش در NAND را بشناسیم.

در هر سلول NAND الکترون ها در قسمت گیت های شناور (Float Gate) نگه داری و بعدا بصورت ۰ و ۱ در NAND فلش خوانده می شوند. اصول کار این نوع فلش براساس ۰ و ۱ می باشد. زمانی که اطلاعات نگه داری می شود حالت ۰ آن می باشد. NAND دارای ۲ ورودی و یک خروجی می باشد. خروجی زمانی ۰ می شود که هر دو ورودی ها ۱ باشد. در غیر این صورت خروجی ۱ خواهد بود. اطلاعات در NAND به صورت لایه ای روی هم ذخیره می شود که دارای دو ساختار دو بعدی و سه بعدی می باشد. در ساختار دو بعدی اطلاعات بر روی محورهای x و y ذخیره و در ساختار سه بعدی داده ها بر روی سه محور x ، y و z ذخیره داده انجام که فضای بیشتر و مصرف انرژی پایین تری خواهد داشت. سایز های متداول برای صفحات NAND شامل ۲k، ۴k، ۸k یا ۱۶k می باشد که در هر بلوک حدود ۱۲۸ تا ۲۵۶ صفحه می تواند باشد و سایز هر بلوک بین ۲۵۶KB تا ۴MB متغیر می باشد. به دلیل نوع ساختاری که NAND داشته می توان پی برد که چرا در SSD استفاده می شوند.

۴ نوع NAND داریم:

SLC: ذخیره یک بیت داده در هر سلول، یعنی یک “۰” و “۱” در هر سلول، عمر خواندن و نوشتن داده در آن بالاست و ۹۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ برای هر سلول می باشد و برای سرورها بیشتر استفاده می شود.

(سرعت بالا، ظرفیت پایین و قیمت بالا)

MLC: ذخیره دو بیت داده در هر سلول، یعنی “۰۰“، “۰۱“، “۱۱“، “۱۰“، هزینه تولید آن پایین تر و عمر خواندن و نوشتن داده در آن ۱۰۰۰۰ برای هر سلول می باشد.

(سرعت، ظرفیت و قیمت مطلوب)

eMLC: همان MLC می باشد که عمر خواندن و نوشتن برای هر سلول در حدود ۲۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ می باشد و به نسبت فلش های SLC ارزانتر هستند.

TLC: ذخیره سه بیت داده در هر سلول، ارزان ترین نوع فلش هستند و عمر خواندن و نوشتن داده در آن ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ می باشد.

(سرعت پایین، ظرفیت بالا، قیمت پایین تر)

این نوع تقسیم بندی در زمان خرید هارد قابل توجه می باشد که هارد درایو شما اگر از نوع SSD باشد براساس تراشه های SLC، TLC، MLC و eMLC متمایز می شود. بطورکلی SSD ها عملکردشون مشابه با HDD می باشد اما تکنولوژی آنها با هم فرق دارد. مثل درایوهای SSD، USB برای ذخیره داده از حافظه فلش استفاده می کند. تکنولوژی که در SSDها استفاده می شود کمک می کند به داده سریع تر دسترسی داشته باشند و عملکرد سیستم بالا رود.

ما در اینجا به بررسی یک سری ویژگی ها که مربوط به هارد درایو ها می باشد می پردازیم:
فرم فکتور:
فرم فکتور به مشخصه ظاهری هارد اشاره دارد. فرم فکتورهای استفاده شده در هارد درایو سرور ها شامل: SFF، LFF و M2 می باشد که LFF در سایز ۳.۵ اینچی و SFF در سایز ۲.۵ اینچی موجود است. به عنوان مثال قسمت جلویی در سرور HPE ProLiant DL380 Gen10 جایگاه قرارگیری هارد درایو ها می باشد؛ که به آنها Bay گفته می شود. هر رک سرور ۳ جایگاه Bay در قسمت جلویی خود دارد. اگر هارد استفاده شده از نوع LFF باشد، سایز آن ۳.۵ اینچ و اگر از نوع SFF باشد سایز آن ۲.۵ اینچی است. هر Bay می تواند ۸ هارد HDD یا SSD در خود جای دهد. در نهایت شما برای سرورتان ۲۴ هارد درایو می توانید استفاده کنید. در نظر داشته باشید شما براحتی می توانید برحسب نیاز خود تعداد هارد سرور را از ۲۴ عدد به مقادیر بالاتر ارتقا دهید. اگر هاردهای SDD از نوع M2 داشته باشید، با قرار گرفتن آنها بر روی اسلات های PCIe در داخل مادربورد می توانید از آنها استفاده کنید که این نوع فرم فکتور در بالابردن سرعت عملکرد هارد موثر است.
درگاه:
نوع اتصال هارد ها به مادربورد از طریق درگاه های SATA یا SAS می باشد. تفاوت این درگاه ها علاوه بر نوع ساختار فیزیکی آنها بیشتر از نظر سرعت انتقال داده مدنظر می باشد. یکی از شاخص هایی که برای سنجش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات از روی هارد استفاده می شود IOPS می باشد که این شاخص بیانگر توان عملیاتی ورودی / خروجی در یک ثانیه می باشد. هرچه مقدار این شاخص بالاتر باشد نشان دهنده کارایی بهتر هارد درایو است که این مقدار در درگاه های SSD بالاتر از درگاه های SATA می باشد. سرعت انتقال داده در این درگاه ها در دو نوع ۶Gb/sec و ۱۲Gb/sec می باشد که برحسب نوع درگاه و مدل هارد متغیر می باشد.

NVMe یک درگاه ارتباطی برای حافظه های SSD می باشد که در این پروتوکل از رابط PCIe برای انتقال داده ها استفاده می شود. سرعت خواندن و نوشتن در این رابط ها بسیار بالا رفته و تایم تاخیر بشدت پایین آمده است و جزو تکنولوژی های جدید استفاده شده در دنیای هارد می باشد.
ظرفیت هارد:

بسته به نوع هارد ظرفیت های مختلفی از هارد درایو دیده می شود که مقادیر آن می تواند به صورت زیر باشد:

۳۰۰۰GB/600GB/900GB/1.2TB/1.8TB/2.4TB/1TB/2TB/4TB/6TB/8TB/10TB/12TB/14TB/16TB

هارد درایو های اچ پی به گونه ای طراحی شده اند که از نظر عملکرد و تطابق، ایمنی و قابلیت اطمینان بودن بالاترین سازگاری را با سرور های اچ پی مدل های ProLiant Rack و Tower داشته باشند.

به عنوان مثال در هارد HDD، محیط های کاری که در آنها تبعیه شده است به صورت Midline ،Enterprise و Entry می باشد. محیط Enterprise برای شرایط Critical Mission ساخته شده است؛ شرایطی که قابلیت در دسترس بودن داده ها ضروریت صد در صد داشته و هرگونه قطعی و عدم دسترسی به داده موجب ضرر جانی و مالی شود؛ از جمله Email، ERP و CRM. امروزه بیشتر هارد های HDD استفاده شده در بازار سرور از نوع Enterprise می باشد.

محیط Midline برای شرایط Business Critical شرایطی که عدم دسترسی به داده در حد ضرر مالی یک سازمان می باشد؛ از جمله Backup، Archive و Refrence.

محیط Entry روی معدود مدل هایی از سرور اچ پی ساپورت می شود.

عملکرد HDD برای هر محیط کاری
	Entry	Midline	Enterprise	Class
	Low	Medium	High	Workload
	Low I/O: Boot and backup	Business Critical, High capacity, high availability storage: Backup, archive, reference	Mission-critical, high I/O: Email, enterprise resource planning (ERP), customer relationship management (CRM)	Usage
	SATA 6Gb	SAS 12Gb/ SATA 6Gb	SAS 12Gb	Interface
	۷۲۰۰	۷۲۰۰	۱۰۰۰۰/۱۵۰۰۰	RPM
	LFF	SFF & LFF	(۱۵۰۰۰)SFF & LFF  SFF (۱۰۰۰۰)	Form factor
	Up to 4TB	Up to 16TB	(Up to 900GB) SFF & LFF SFF (Up to 2.4TB)	Capacities

 

یکی از ویژگی های امنیتی که اچ پی در مورد هارد در نظر می گیرد Carrier می باشد. Smart Carrier، Low Profile و Standard Carrie وضعیت فعالیت و سلامت هارد درایو را گزارش می دهد. یکی دیگر از این تکنولوژی ها که کمک می کند هارد ها از حملات ویروسی و ransomwareها دور باشند تکنولوژی Digitally Signed Firmware می باشد. در حفاظت از داده های وسیع و بسیار مهم بایستی به امنیت دستگاه های کنترلر همچون Smart Array Controller نیز توجه داشت.

شما با داشتن پارت نامبر مربوط به هارد دیسک تان می توانید اطلاعات مربوط به آن را براحتی پیدا کنید و پی ببرید کدام یک از این موارد در مورد هارد انتخابی شما موجود می باشد.

در جدول زیر نمونه ای از ویژگی هارد های HDD و SSD بر اساس مشخصه های گفته ذکر شده است:

HDD

WORKLOAD

Form Factor

Carrier

Rotational Speed

Interface

Transfer Rate

Capacity

Enterprise

SFF (2.5”)

SC

۱۵k rpm

SAS

۱۲Gb/sec

۳۰۰GB/600GB/900GB

۱۰k rpm

۳۰۰GB/600GB/1.2TB/1.8TB/2.4TB

۱۵k rpm

۶۰۰GB/900GB

WORKLOAD

Form Factor

Carrier

Rotational Speed

Interface

Transfer Rate

Capacity

Midline

LFF (3.5”)

SC

۷.۲K rpm

SAS

۱۲Gb/sec

۲TB/4TB/6TB/8TB/10TB/12TB/14TB/16TB

SFF (2.5”)

SC

۱TB/2TB

LFF (3.5”)

LP

۲TB/4TB/6TB/8TB/10TB/12TB/14TB/16TB

LFF (3.5”)

ST

۱۰TB/12TB/16TB

LFF (3.5”)

SC

SATA

۶Gb/sec

۱TB/2TB/4TB/6TB/8TB/10TB/12TB/14TB/16TB

SFF (2.5”)

SC

۱TB/2TB

LFF (3.5”)

LP

۱TB/2TB/4TB/6TB/8TB/10TB/12TB/14TB/16TB

LFF (3.5”)

ST

۱۲Gb/sec

۱۶TB

WORKLOAD

Form Factor

Carrier

Rotational Speed

Interface

Transfer Rate

Capacity

Entry

LFF (3.5”)

RW

۷.۲K rpm

SATA

۶Gb/sec

۱TB/4TB

SSD

WORKLOAD

Form Factor

Carrier

Flash Type

Interface

Server Support

Capacity

MU

SFF

SC

TLC

SATA

G9/G10

۴۸۰GB/960GB/1920GB/3840GB

LFF

SCC

MLC

۴۸۰GB/960GB

SFF

SC

۹۶۰GB

LFF

SCC

۱۹۲۰GB

SFF

SC

TLC

۴۸۰GB/960GB/1920GB/3840GB

LFF

SCC

G10

۴۸۰GB/1920GB

LPC

۹۶۰GB

SFF

SC

MLC

۹۶۰GB/1920GB

RI

M.2

N/A

TLC

G9/G10

۴۸۰GB

SFF

SC

۲۴۰GB/480GB/960GB/1920GB/3840GB

LFF

SCC

۴۸۰GB/960GB

SFF

RW

۲۴۰GB

VRO

SFF

SC

QLC

G10

۱۹۲۰GB/3840GB

LFF

۳۸۴۰GB

SFF

۷۶۸۰GB

۹۶۰GB

WI

SFF

SC

TLC

SAS

G9/G10

۴۰۰GB/800GB/1600GB

ST

۴۰۰GB/800GB

MU

SFF

SC

TLC

۸۰۰GB/3200GB/6400GB/1920GB/3840GB

LFF

۸۰۰GB/3200GB/6400GB/1920GB/3840GB

SFF

۱۶۰۰GB

LFF

LPC

۱۶۰۰GB/960GB

SFF

SC

۸۰۰GB/1960GB/3200GB/6400GB

RI

SFF

SC

۹۶۰GB/1920GB/3840GB/7680GB

در انتها ما یک مرور کلی بر روی یکی از مدل های هارد درایو استفاده شده در سرور را خواهیم داشت و شما زمانیکه ویژگی های هارد را بتوانید براحتی بخوانید راحت تر می توانید در انتخاب هارد تان تصمیم بگیرید:

HPE^۱ ۱۰TB^۲ SAS^۳ ۱۲G^۴ Business Critical^۵ ۷.۲K^۶ LFF^۷(۳.۵”)^۸ SC^۹ ۵۱۲e HDD^۱۰

 ۱- Brand

۲- Storage Capacity

۳- Interface Type

۴- Interface Speed

۵- Workload

۶- RPM

۷-FormFactor Type

۸-FormFactor Size

۹-Carrier

۱۰-DriveType