什么叫服务器内存卡，服务器存储控制卡有哪些

***：主要探讨两个关于服务器的问题。一是服务器内存卡的定义，这是与服务器运行内存相关的部件，对于服务器的数据处理、运行速度等有着重要意义，但文中未给出具体定义内容。二是服务器存储控制卡，不过也未明确提及有哪些存储控制卡，只是提出了这个关于服务器存储控制卡类型的疑问。整体围绕对服务器内存卡概念的疑问和服务器存储控制卡类型的疑问展开。

本文目录导读：

1. 服务器存储控制卡的定义与作用
2. 常见的服务器存储控制卡类型
3. 服务器存储控制卡的关键技术指标
4. 服务器存储控制卡的选购考虑因素
5. 服务器存储控制卡的发展趋势

服务器存储控制卡全解析

服务器存储控制卡的定义与作用

（一）什么是服务器存储控制卡

服务器存储控制卡，也被称为磁盘阵列卡或RAID卡（Redundant Array of Independent Disks），是一种安装在服务器主板上的扩展卡，它的主要功能是管理和控制服务器中的硬盘存储设备，通过特定的算法和技术，将多个独立的硬盘组合成一个逻辑存储单元，以提高数据存储的性能、可靠性和可用性。

（二）存储控制卡的重要作用

1、性能提升

数据读写加速

- 存储控制卡可以通过RAID技术实现数据的并行读写，在RAID 0模式下，数据被分散存储在多个硬盘上，读写操作可以同时在这些硬盘上进行，假设我们有3个硬盘组成RAID 0，当服务器需要读取一个大文件时，存储控制卡可以将读取任务分配到这3个硬盘上同时进行，而不是顺序地从一个硬盘读取，这样大大提高了读取速度。

- 许多高端存储控制卡还配备了缓存功能，这个缓存就像一个高速的数据中转站，它可以预先存储经常被访问的数据，当服务器再次请求这些数据时，直接从缓存中读取，避免了从相对较慢的硬盘读取，从而进一步提高了数据访问的速度。

2、数据保护与可靠性

冗余功能

- 在企业级服务器应用中，数据的安全性至关重要，RAID技术提供了多种冗余模式，如RAID 1、RAID 5、RAID 6等，以RAID 1为例，它通过镜像的方式将数据同时存储在两个硬盘上，如果其中一个硬盘出现故障，另一个硬盘上的数据仍然完整可用，从而保证了数据不会丢失，RAID 5则是通过分布式奇偶校验的方式，在多个硬盘组成的阵列中，即使有一个硬盘故障，也可以利用奇偶校验信息恢复数据。

- 存储控制卡还可以实时监测硬盘的健康状况，它能够检测到硬盘的各种潜在问题，如坏道、温度过高、转速异常等，并及时向服务器管理员发出警报，这样管理员可以在硬盘彻底损坏之前采取措施，如更换硬盘，避免数据丢失。

3、存储管理的灵活性

逻辑卷管理

- 存储控制卡允许管理员根据需求创建不同大小和类型的逻辑卷，管理员可以将一部分硬盘空间分配给操作系统安装，另一部分用于存储用户数据，还可以为特定的应用程序创建专用的逻辑卷，这种灵活的逻辑卷管理方式可以更好地满足服务器多样化的存储需求。

- 对于不断增长的存储需求，存储控制卡也可以方便地进行存储扩展，管理员可以在不影响服务器正常运行的情况下，添加新的硬盘到存储阵列中，然后通过存储控制卡重新配置RAID级别和逻辑卷大小，实现存储容量的无缝扩展。

常见的服务器存储控制卡类型

（一）基于硬件的RAID卡

1、特点

独立的处理芯片

- 这类RAID卡具有自己独立的处理芯片，如LSI（现在被博通收购）的一些高端RAID卡芯片，这些芯片专门用于处理RAID相关的运算，如数据的条带化、奇偶校验计算等，独立芯片的存在使得RAID卡能够在不占用服务器CPU资源的情况下高效地运行，减轻了服务器CPU的负担，从而提高了整个服务器系统的性能。

高性能缓存

- 基于硬件的RAID卡通常配备较大容量且高速的缓存，某些高端RAID卡的缓存容量可以达到数GB，这个缓存采用了高速的DDR内存技术，读写速度非常快，缓存的存在使得RAID卡能够更快速地响应服务器的数据请求，特别是对于频繁访问的数据，缓存能够大大提高数据的访问效率。

2、适用场景

企业级关键业务应用

- 在企业的核心数据库服务器、邮件服务器等关键业务应用场景中，基于硬件的RAID卡是首选，以银行的核心数据库服务器为例，它需要处理大量的并发交易数据，对数据的读写速度和可靠性要求极高，基于硬件的RAID卡能够提供高速的数据处理能力和强大的冗余功能，确保银行交易数据的安全和快速处理。

- 对于大型数据中心中的高性能计算集群，硬件RAID卡也不可或缺，这些集群需要处理海量的数据，硬件RAID卡的高性能缓存和独立处理芯片能够满足数据的快速读写和复杂的RAID运算需求。

（二）基于软件的RAID

1、特点

依赖服务器操作系统

- 基于软件的RAID是通过服务器操作系统自带的功能来实现的，Windows Server操作系统提供了软件RAID功能，Linux系统也有自己的软件RAID实现方式，如mdadm工具，这种RAID方式不需要额外的硬件RAID卡，而是利用服务器的CPU和内存资源来进行RAID相关的运算。

成本低

- 由于不需要购买专门的RAID卡硬件，基于软件的RAID在成本上具有明显的优势，对于一些预算有限的小型企业或部门级服务器应用来说，这是一个很有吸引力的选择。

2、适用场景

小型企业或部门级服务器

- 在小型企业的文件服务器或者部门内部的共享服务器应用中，如果对性能和可靠性要求不是特别高，基于软件的RAID可以满足基本的存储需求，一个小型设计公司的文件服务器，主要用于存储设计文档和素材，数据量不大且访问频率相对较低，使用Windows Server操作系统自带的软件RAID功能就可以实现简单的RAID 1或RAID 0配置，既保护了数据又节省了成本。

- 对于一些开发测试环境中的服务器，软件RAID也比较适用，在开发测试过程中，数据的重要性相对较低，主要关注的是服务器的基本功能测试，软件RAID可以在满足基本存储需求的同时，降低硬件成本。

（三）混合RAID卡

1、特点

结合硬件和软件优势

- 混合RAID卡试图综合基于硬件的RAID卡和基于软件的RAID的优点，它在硬件层面提供了一定的RAID处理能力，如基本的RAID算法运算，但也依赖服务器操作系统进行一些高级的存储管理功能，一些混合RAID卡可以在硬件上实现RAID 0、RAID 1等基本模式的快速构建，而对于更复杂的存储管理，如逻辑卷的动态扩展等功能，则借助服务器操作系统的软件功能来实现。

灵活的配置选项

- 混合RAID卡提供了较为灵活的配置选项，管理员可以根据服务器的实际情况，在硬件和软件RAID功能之间进行权衡和选择，如果服务器的硬件资源比较充足，并且对性能有较高的要求，可以更多地利用硬件RAID功能；如果对成本比较敏感，并且操作系统的软件功能能够满足需求，也可以更多地依赖软件RAID功能。

2、适用场景

中等规模企业服务器

- 在中等规模企业的服务器应用中，混合RAID卡有一定的用武之地，这些企业可能既有对性能要求较高的业务应用，如企业资源规划（ERP）系统，又有对成本较为敏感的部门级应用，混合RAID卡可以根据不同的应用场景在同一个服务器上进行灵活的配置，满足企业多样化的存储需求。

- 对于一些云计算环境中的边缘计算服务器，混合RAID卡也比较合适，边缘计算服务器需要在有限的硬件资源和成本限制下，提供一定的存储性能和可靠性，混合RAID卡可以通过灵活的配置，在满足存储需求的同时，控制成本和提高资源利用效率。

服务器存储控制卡的关键技术指标

（一）RAID级别支持

1、常见RAID级别

RAID 0

- RAID 0是一种将数据条带化存储在多个硬盘上的模式，它的优点是读写速度非常快，因为数据可以并行地在多个硬盘上进行读写操作，如果有两个1TB的硬盘组成RAID 0，总的可用容量为2TB，当写入一个2GB的文件时，这个文件会被分成多个数据块，同时写入这两个硬盘，大大提高了写入速度，RAID 0没有冗余功能，如果其中一个硬盘出现故障，所有数据都会丢失。

RAID 1

- RAID 1采用镜像的方式，将数据同时存储在两个硬盘上，比如有两个500GB的硬盘组成RAID 1，实际可用容量为500GB，因为数据在两个硬盘上完全相同，这种模式的优点是数据安全性高，只要其中一个硬盘正常，数据就不会丢失，它的缺点是存储成本较高，因为一半的硬盘容量用于数据镜像，而且写入速度相对较慢，因为数据需要同时写入两个硬盘。

RAID 5

- RAID 5是一种带有分布式奇偶校验的RAID模式，它至少需要3个硬盘组成阵列，由3个1TB的硬盘组成RAID 5，可用容量为2TB（3个硬盘容量之和减去用于奇偶校验的1个硬盘容量），当其中一个硬盘出现故障时，可以利用奇偶校验信息恢复数据，RAID 5在读写速度和数据安全性之间取得了较好的平衡。

RAID 6

- RAID 6与RAID 5类似，但它采用了双重奇偶校验，这使得RAID 6能够容忍最多两个硬盘同时出现故障而不丢失数据，不过，RAID 6的写入性能相对RAID 5会稍差一些，因为需要计算更多的奇偶校验信息。

2、对不同RAID级别支持的重要性

- 不同的应用场景对RAID级别的需求不同，对于对读写速度要求极高且数据丢失风险可以接受的应用，如视频编辑的临时素材存储，RAID 0可能是合适的选择，而对于企业的财务数据存储，RAID 1或RAID 5、RAID 6等具有冗余功能的RAID级别则是必须的，服务器存储控制卡能够支持多种RAID级别，就可以根据不同的应用需求灵活配置，提高服务器的适用性。

（二）缓存容量与性能

1、缓存容量的影响

- 缓存容量越大，能够存储的预读数据和写入缓存的数据就越多，在服务器频繁访问相同数据的情况下，大缓存可以提高数据的命中率，一个具有4GB缓存的存储控制卡，相比一个只有1GB缓存的卡，在处理复杂的数据库查询时，能够更好地缓存经常访问的表数据，从而减少对硬盘的访问次数，提高查询响应速度。

2、缓存性能指标

缓存读写速度

- 缓存的读写速度直接影响数据在缓存中的处理效率，高速的缓存读写速度可以确保数据能够快速地进出缓存，采用DDR4技术的缓存，其读写速度比DDR3缓存有了显著提高，当服务器需要读取缓存中的数据时，DDR4缓存能够更快地将数据提供给服务器，从而提高了整个存储系统的响应速度。

缓存算法

- 缓存算法决定了哪些数据应该被缓存以及如何管理缓存中的数据，常见的缓存算法有最近最少使用（LRU）算法等，LRU算法会将最近最少使用的数据从缓存中移除，为新的数据腾出空间，高效的缓存算法可以提高缓存的命中率，使得缓存能够更好地发挥作用。

（三）接口类型与速度

1、常见接口类型

SATA接口

- SATA（Serial ATA）接口是目前应用非常广泛的硬盘接口类型，它具有成本低、兼容性好的特点，SATA接口的硬盘在服务器存储中常用于大容量、对成本较为敏感的存储应用，在一些普通的文件服务器中，大量的SATA硬盘可以通过存储控制卡连接到服务器主板上，提供海量的存储空间，SATA接口有不同的版本，如SATA 3.0，其理论传输速度可以达到6Gbps。

SAS接口

- SAS（Serial Attached SCSI）接口是一种专为企业级存储应用设计的接口，它具有更高的传输速度、更好的可靠性和可扩展性，SAS接口的硬盘通常用于企业级服务器的高性能存储应用，在企业的数据库服务器中，SAS硬盘可以通过SAS接口连接到存储控制卡，提供高速的数据读写和强大的冗余功能，SAS接口也有不同的版本，如SAS 3.0，其理论传输速度可以达到12Gbps。

2、接口速度对存储性能的影响

- 接口速度直接决定了数据在硬盘和存储控制卡之间的传输效率，如果接口速度较低，即使硬盘本身的读写速度很快，数据也无法快速地传输到存储控制卡或者从存储控制卡传输到硬盘，在一个使用SATA 2.0接口（理论传输速度3Gbps）的存储系统中，如果升级到SATA 3.0接口，在其他条件不变的情况下，数据传输速度可能会有明显的提升，从而提高整个服务器存储系统的性能。

服务器存储控制卡的选购考虑因素

（一）服务器需求分析

1、性能需求

读写速度要求

- 如果服务器主要用于处理大量的顺序读写操作，如视频流的存储和播放服务器，那么就需要选择具有高速缓存、支持RAID 0等能够提高读写速度的存储控制卡，对于数据库服务器，由于其随机读写操作较多，除了考虑缓存和RAID级别支持外，还需要关注存储控制卡的I/O处理能力，以确保能够快速响应数据库的查询和更新操作。

I/O并发处理能力

- 在高并发的服务器应用场景中，如大型网站的服务器集群，需要存储控制卡能够同时处理多个I/O请求，这就要求存储控制卡具有高效的I/O调度算法和足够的处理能力，一些高端的存储控制卡可以通过多通道技术，同时处理多个硬盘的I/O请求，提高整个服务器系统的I/O并发处理能力。

2、可靠性需求

数据冗余要求

- 对于存储重要数据的服务器，如企业的财务服务器、客户关系管理（CRM）服务器等，必须选择支持具有冗余功能的RAID级别（如RAID 1、RAID 5、RAID 6等）的存储控制卡，还需要考虑存储控制卡本身的可靠性，例如是否有热插拔功能，以便在硬盘出现故障时能够在不关闭服务器的情况下进行更换。

数据完整性保障

- 除了数据冗余外，存储控制卡还应该能够提供数据完整性的保障，一些存储控制卡可以通过校验和技术，在数据传输过程中对数据进行校验，确保数据在存储和读取过程中没有被篡改或损坏。

（二）预算限制

1、硬件成本

- 基于硬件的RAID卡通常比基于软件的RAID成本高，高端的基于硬件的RAID卡，尤其是那些具有大容量缓存、高速接口和高级RAID功能的卡，价格可能会非常昂贵，一些企业级的LSI RAID卡，价格可能在数千元甚至上万元，而基于软件的RAID不需要额外购买硬件RAID卡，只需要利用服务器操作系统的功能，成本主要在于操作系统的授权费用（如果有），混合RAID卡的价格则介于两者之间，在预算有限的情况下，需要根据服务器的实际需求权衡是否需要购买高端的硬件RAID卡。

2、维护成本

- 基于硬件的RAID卡可能需要专业的技术人员进行维护，并且如果卡出现故障，需要更换新的RAID卡，这也会增加维护成本，而基于软件的RAID维护相对简单，主要是对操作系统的维护，在考虑预算时，也需要将维护成本纳入考虑范围。

（三）兼容性

1、与服务器主板的兼容性

- 存储控制卡必须与服务器主板兼容才能正常工作，不同的服务器主板可能支持不同类型的存储控制卡接口，如PCI - E接口的不同版本，在选购存储控制卡时，需要查看存储控制卡的接口类型是否与服务器主板的接口类型匹配，服务器主板如果只支持PCI - E 3.0接口，那么就不能使用需要PCI - E 4.0接口的存储控制卡。

2、与操作系统的兼容性

- 存储控制卡也需要与服务器操作系统兼容，不同的操作系统可能对存储控制卡有不同的驱动程序要求，Windows Server操作系统、Linux操作系统、UNIX操作系统等都有自己的驱动程序体系，在选购存储控制卡时，需要确保其提供了适用于服务器操作系统的驱动程序，以保证存储控制卡能够在该操作系统下正常工作。

服务器存储控制卡的发展趋势

（一）性能提升

1、更高的RAID处理能力

- 随着服务器应用对存储性能要求的不断提高，存储控制卡将不断提升其RAID处理能力，未来的存储控制卡可能会采用更先进的RAID算法，能够在更短的时间内完成数据的条带化、奇偶校验等操作，新的RAID算法可能会进一步优化RAID 5和RAID 6的读写性能，减少奇偶校验计算对写入速度的影响，同时提高数据恢复的速度。

2、更大的缓存容量与更快的缓存速度

- 为了满足服务器对数据读写速度的需求，存储控制卡的缓存容量将继续增大，缓存速度也将进一步提高，可能会采用新一代的内存技术，如DDR5甚至更先进的内存技术来构建缓存，更大的缓存容量可以存储更多的预读数据和写入缓存的数据，更快的缓存速度则可以确保数据能够更快速地进出缓存，从而提高整个存储系统的性能。

（二）智能化与自动化

1、智能的存储管理