存儲(chǔ)控制器架構(gòu)與服務(wù)器架構(gòu)存儲(chǔ)比較

控制器架構(gòu)可以定義為采用專用嵌入式CPU和RAID校驗(yàn)芯片實(shí)現(xiàn)的具有模塊化、無線纜設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)設(shè)備。對(duì)比常見的服務(wù)器架構(gòu)而言，控制器架構(gòu)在RAID校驗(yàn)性能、設(shè)備穩(wěn)定性和維護(hù)性等方面具有更高的優(yōu)勢(shì)�？刂破骷軜�(gòu)與服務(wù)器架構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備性能比較如表1所示。

控制器架構(gòu)與服務(wù)器架構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備性能比較  

通過表1可見，控制器架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備充分保證了穩(wěn)定性，其內(nèi)部設(shè)備減少了很多單點(diǎn)故障，同時(shí)其模塊化無線纜設(shè)計(jì)也降低了故障的出現(xiàn)，增加了風(fēng)扇對(duì)設(shè)備內(nèi)部降溫的效果，同時(shí)還提升了設(shè)備的可維護(hù)性。下面對(duì)幾個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)做詳細(xì)的分析。

RISC處理器優(yōu)勢(shì)

RISC微處理器不僅精簡(jiǎn)了指令系統(tǒng)，采用超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu)，它們的指令數(shù)目只有幾十條，卻大大增強(qiáng)了并行處理能力。它具有以下特點(diǎn)：一是由于指令集簡(jiǎn)化后，流水線以及常用指令均可用硬件執(zhí)行；二是采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之間進(jìn)行，提高了處理速度；三是采用“緩存—主機(jī)—外存”三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，使取數(shù)與存數(shù)指令分開執(zhí)行，使處理器可以完成盡可能多的工作，且不會(huì)因從存儲(chǔ)器存取信息而放慢處理速度。

應(yīng)用特點(diǎn)：RISC處理器指令簡(jiǎn)單、采用硬布線控制邏輯、處理能力強(qiáng)、速度快。

運(yùn)行特點(diǎn)：RISC芯片的工作頻率一般在400MHZ-1200MHZ數(shù)量級(jí)。時(shí)鐘頻率低，功率消耗少，溫升也少，機(jī)器不易發(fā)生故障和老化，提高了系統(tǒng)的可靠性。單一指令周期容納多部并行操作。

反觀CISC處理器：一是各種指令使用頻率相差懸殊；二是指令系統(tǒng)的復(fù)雜性帶來了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從而增加了設(shè)計(jì)時(shí)間和售價(jià)；三是增加了VLSI（超大規(guī)模集成電路）設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)，尤其不利于微機(jī)和單片機(jī)向高檔機(jī)發(fā)展；四是復(fù)雜指令操作復(fù)雜、速度慢。

控制器架構(gòu)：RISCVSx86

控制器架構(gòu)的部件設(shè)計(jì)是采用模塊化無線纜設(shè)計(jì)，風(fēng)扇、電源、硬盤、控制器都是支持熱插拔的。反觀服務(wù)器架構(gòu)，僅風(fēng)扇和電源模塊化，且箱體內(nèi)的各個(gè)模塊由線纜連接，這樣增加了整體機(jī)箱的發(fā)熱點(diǎn)、故障點(diǎn)和能耗點(diǎn)；另外，線纜之間的串?dāng)_也會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性造成一定的影響�？偨Y(jié)而言，控制器架構(gòu)的部件設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、基于模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件故障更容易定位。系統(tǒng)模塊化后也將故障點(diǎn)模塊化，一旦發(fā)生故障通過模塊的指示燈即可作出初步判斷，有利于故障定位。對(duì)于關(guān)鍵性業(yè)務(wù)應(yīng)用，故障的及時(shí)定位是保證業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間的第一步。

2、基于模塊化設(shè)計(jì)，多模塊支持熱插拔，故障替換方便。

3、基于模塊化設(shè)計(jì)，無線纜間信號(hào)串?dāng)_，系統(tǒng)更穩(wěn)定。

4、無線纜設(shè)計(jì)，減少線纜耗能，更節(jié)能。

5、無線纜設(shè)計(jì)，避免由于線纜老化導(dǎo)致故障。

6、無線纜設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的內(nèi)部散熱風(fēng)道通暢，有利于系統(tǒng)散熱，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。應(yīng)用與我們的設(shè)備中來講，在散熱風(fēng)道的設(shè)計(jì)上，同有的產(chǎn)品采用了最小風(fēng)阻設(shè)計(jì)、對(duì)稱風(fēng)流設(shè)計(jì)、專*風(fēng)道設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)均為模塊化無線纜設(shè)計(jì)。

x86設(shè)計(jì)雖然讓系統(tǒng)空間十足，不過大量的軟件工作，將造成CPU負(fù)擔(dān)增加，讓系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)的效率及穩(wěn)定性都受到嚴(yán)苛考驗(yàn)。同時(shí)，CPU高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量，也會(huì)讓系統(tǒng)溫度快速上升。在消費(fèi)性產(chǎn)品，x86架構(gòu)的溫度問題可以用風(fēng)扇來解決，然而風(fēng)扇則是x86架構(gòu)系統(tǒng)較不穩(wěn)定的零組件，這對(duì)相當(dāng)重視穩(wěn)定性的存儲(chǔ)產(chǎn)品是一大挑戰(zhàn)。

除此之外，RISC架構(gòu)的系統(tǒng)晶片（SoC，System-On-Chip）已把大部分的元件整合到晶片上，只需要比較少的外部零件，不但降低原料與生產(chǎn)成本，也降低系統(tǒng)復(fù)雜度與故障機(jī)率。

相對(duì)于x86架構(gòu)的復(fù)雜與高成本，RISC架構(gòu)就顯得比較理想，不會(huì)有x86架構(gòu)因過分依賴高效能CPU，反而導(dǎo)致整體效率不佳的問題。

嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

嵌人式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。EOS是相對(duì)于一般操作系統(tǒng)而言的，它除具備了一般操作系統(tǒng)最基本的功能，如任務(wù)調(diào)度、同步機(jī)制、中斷處理、文件功能等外，還具有可裝卸性、實(shí)時(shí)性、統(tǒng)一接口等特點(diǎn)。它具有開放性、可伸縮性的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)性一般較強(qiáng)，可用于各種設(shè)備控制當(dāng)中，它還可提供各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)的接口，有更好的硬件適應(yīng)性，也就是良好的移植性。除此之外，它還具有操作方便、簡(jiǎn)單、提供友好的圖形GUI，追求易學(xué)易用等特點(diǎn)。它可提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP協(xié)議及其它協(xié)議，提供TCP／UDP／IP／PPP協(xié)議支持及統(tǒng)一的MAC訪問層接口，為各種移動(dòng)計(jì)算設(shè)備預(yù)留接口。它具有強(qiáng)穩(wěn)定性，弱交互性。嵌入式系統(tǒng)一旦開始運(yùn)行就不需要用戶過多的干預(yù)。嵌入式操作系統(tǒng)的用戶接口一般不提供操作命令，它通過系統(tǒng)調(diào)用命令向用戶程序提供服務(wù)。在嵌入系統(tǒng)中，嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件被固化在嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的ROM中。輔助存儲(chǔ)器在嵌入式系統(tǒng)中很少使用，因此，嵌入式操作系統(tǒng)的文件管理功能應(yīng)該能夠很容易地拆卸。

嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)