RAID 控制器是否同步 HDD 盘片旋转？

Question

我在市场上寻找新的存储解决方案。在研究各种规格时，我的一位同事说，一些 RAID 控制器可以将 HDD 旋转同步到所有驱动器的扇区/块 0 同时通过读头下方的效果。

我在网上搜索过，但没有找到证明/反驳这一说法的信息。

Answer 1

通常我很确定答案是否定的（事实上我知道没有控制器可以做到这一点）。

进行这样的同步将非常困难——振动、温度、自然电源波动等都对盘片旋转速度的影响很小（如果你真的很挑剔，扇区的大小）。您需要不断地以极小的量改变磁盘主轴电机的速度以保持同步，这将需要非常精确（非常昂贵）的电机控制，以及大量磁盘控制器开销来确定每个驱动器的当前盘片位置。由于这样做几乎没有实际好处，因此不值得花费硅片和时间。

（如果您在旋转锈蚀介质的盒子之外思考，这个想法也会完全瓦解——固态磁盘没有寻道时间或主轴速度：读取对于任何扇区来说都是有效的恒定时间，并且没有什么可以“同步”的。）

Answer 2

RAID 控制器没有（也不能）同步磁盘轴，但它是某些驱动器的一个选项。给定一组带有主轴同步连接器的相同驱动器，您可以确保一组磁盘全部同步。我碰巧拥有一些 Seagate Elite 3（古老的、过时的 SCSI-2 驱动器），我记得有这样一个连接器，所以我找到了Seagate ST43400N/ND Elite 3 用户指南，它在图 1 中有这个方便的插图（注意连接器从剩下）：

图 14（此处未显示）说明了如何将驱动器连接在一起：

同步主轴

主轴同步功能可以同步一组磁盘驱动器的主轴旋转。这减少了启动器在多个磁盘驱动器之间切换时通常遇到的延迟。图 14 显示了两种系统配置。在一种类型的系统中，系统中的磁盘驱动器之一提供参考时钟。在另一种类型中，外部信号源提供参考时钟。

Answer 3

由于以下几个原因，同步驱动器不再有意义：

• 磁盘有坏扇区在生产中重新定位。磁盘体积巨大，生产后有很多缺陷，需要重新定位。因此，同一生产运行的两个磁盘无论如何都不会 100% 同步。
• 磁盘在使用过程中会在内部重新定位坏扇区。这些扇区被移动到磁盘上的保留空间，使其更加不同步。
• 缓存、TCQ/NCQ 和重新定位的扇区使磁盘访问顺序在物理级别上具有不确定性。如果负载很高，如果一个磁盘出现故障，可能需要很长时间才能恢复正常。
• 多条带访问可以跨越扇区（甚至盘片）边界，无论如何都会使读取不对齐。如果您在 Raid 6 上访问 4x 条带大小，则某些条带可能位于不同磁盘的不同区域中。
• Raid 中的读取访问通常不会针对所有磁盘，只要磁盘不抱怨它们的块校验和。这会使磁盘与缓存同步，从而导致物理同步。（除非您还关闭读取缓存）
• RAID 控制器上的读取缓存，操作系统中的读写缓存进一步使问题复杂化。我希望raid上没有交换空间，这可能会导致任何性能问题。

在早期，磁盘同步是为了使访问具有确定性，这在用于存储结果的内存稀缺时，或者当突袭的实施需要它时（突袭 2、突袭 3）非常重要。

很难量化同步驱动器的优势。我想如果要获得实质性的性能优势，同步将在某种程度上成为可能。

将来，对于 SSD，事情是相似的，但出于不同的原因，例如块重定位、磨损均衡、修剪等。

现代驱动器有自己的操作系统，并在内部花时间解决许多问题，无论是 HD 还是 SSD。即使您使它们在物理上同步，从逻辑上讲，它们无论如何也不会同步。

Answer 4

如果您曾经使用从未使用过的 RAID-2，其中数据在位级别进行条带化，则需要同步磁盘。我认识的人都没有使用过它，但是，从技术上讲，如果 RAID 控制器支持 RAID2，则它需要能够同步盘片旋转。这将是现在唯一需要拥有它的日子。