انواع هارد سرور: SSD، HDD و NVMe را بهتر بشناسید

در سرورهای نصب شده در دیتاسنترها برای هاستینگ، انواع مختلفی از هارد دیسک‌ها به جهت ذخیره‌سازی و مدیریت اطلاعات استفاده می‌شوند.

بررسی انواع مختلف هاردهای سرور

در ادامه، به فهرستی از این هارد دیسک‌ها به همراه کاربرد آنها در سرورهای مربوط به هاستینگ اشاره می کنیم.

هارد دیسک‌های HDD (Hard Disk Drive)

این هارد دیسک‌ها از فناوری دیسک‌های در حال چرخش برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌کنند و به دلیل هزینه کمتر، همچنان در برخی سرورها به‌کار می‌روند.

  سرعت هارد دیسک‌های HDD

هارد دیسک‌های HDD دیسک‌هایی هستند که داده‌ها را با استفاده از هد مغناطیسی می‌خوانند و می‌نویسند. سرعت این نوع هاردها معمولاً به RPM (دور در دقیقه) بستگی دارد:

5400 RPM: سرعت خواندن و نوشتن حدود 100-120 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
7200 RPM: سرعت خواندن و نوشتن حدود 150-200 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
10,000 RPM: سرعت خواندن و نوشتن حدود 200-250 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
15,000 RPM: سرعت خواندن و نوشتن حدود 250-300 مگابایت بر ثانیه (MB/s)

سرعت انتقال داده‌ها در مقایسه با SSD و NVMe بسیار پایین‌تر است، به همین دلیل در سرورهای مدرن کمتر استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از HDD در سرورهای هاستینگ

HDDها در مقایسه با SSD و NVMe قیمت بسیار کمتری دارند و برای ذخیره‌سازی انبوه مقرون‌به‌صرفه هستند.
این هاردها در ظرفیت‌های 1 ترابایت تا 20 ترابایت در بازار موجود هستند که آن‌ها را برای بکاپ‌گیری و آرشیو داده‌ها مناسب می‌کند.
داده‌هایی که به دسترسی مداوم نیاز ندارند، مانند لاگ‌های قدیمی یا فایل‌های پشتیبان، در HDD ذخیره می‌شوند.
این هاردها از طریق رابط‌های SATA و SAS با اکثر سرورها سازگار هستند.

معایب استفاده از HDD در سرورهای هاستینگ

• سرعت پایین‌تر نسبت به SSD: تأخیر در دسترسی به داده‌ها (Latency) بیشتر از SSD و NVMe است که باعث کاهش عملکرد کلی سرور می‌شود.
• مصرف برق بالا: به دلیل قطعات مکانیکی متحرک، HDDها نسبت به SSD انرژی بیشتری مصرف می‌کنند.
• استهلاک و خرابی بیشتر: قطعات مکانیکی متحرک باعث افزایش احتمال خرابی در طولانی‌مدت می‌شوند.
• صدای بیشتر: HDDها در حین کارکرد تولید نویز و لرزش می‌کنند که در دیتاسنترها می‌تواند مشکل‌ساز شود.

کاربردهای HDD در سرورها

• بکاپ‌گیری و آرشیو داده‌ها (چون سرعت دسترسی اهمیت زیادی ندارد)
• ذخیره‌سازی فایل‌های بزرگ (مانند ویدیوها، تصاویر و داده‌های رسانه‌ای)
• سرورهای کم‌هزینه و اقتصادی که به سرعت بالا نیاز ندارند
• ذخیره‌سازی لاگ‌ها و داده‌های غیر حساس

هارد دیسک‌های SSD (Solid State Drive)

این نوع هارد دیسک‌ها از حافظه فلش برای ذخیره‌سازی اطلاعات بهره می‌برند و سرعت بالاتری نسبت به HDDها دارند که منجر به بهبود عملکرد سرورها می‌شود.

هارد دیسک‌های SSD از حافظه فلش (NAND) برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کنند، که برخلاف HDD، هیچ قطعه مکانیکی ندارند. به همین دلیل سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها به مراتب بالاتر است.

به طور میانگین، سرعت خواندن و نوشتن 500-550 مگابایت بر ثانیه (MB/s) برای مدل‌های SATA SSD است.
هاردهای SSD که از پروتکل NVMe استفاده می‌کنند، سرعت خواندن و نوشتن آن‌ها می‌تواند به 3500-5000 مگابایت بر ثانیه (MB/s) برسد، که از SATA SSDها بسیار سریع‌تر هستند.
به دلیل نبود قطعات متحرک، SSDها زمان تأخیر کمتری دارند و دسترسی به داده‌ها بسیار سریع‌تر از HDDها است.

 مزایای استفاده از SSD در سرورهای هاستینگ

سرعت بالا هاردهای SSD

SSDها سرعت خواندن و نوشتن بسیار بالاتری دارند که منجر به افزایش کارایی و زمان پاسخ‌دهی سریع‌تر سرور می‌شود. این ویژگی برای سرورهایی که بار پردازشی سنگین دارند، مانند پایگاه‌های داده و وب‌سایت‌های پربازدید، بسیار مهم است.

عمر بیشتر هاردهای SSD

به دلیل عدم استفاده از قطعات مکانیکی متحرک، SSDها عمر طولانی‌تری دارند. این امر باعث کاهش نیاز به تعمیرات و تعویض سخت‌افزار در سرورها می‌شود.

مصرف انرژی پایین هاردهای SSD

SSDها انرژی کمتری نسبت به HDDها مصرف می‌کنند که برای دیتاسنترها و سرورهای هاستینگ مزیت بزرگی است، زیرا به کاهش هزینه‌های انرژی کمک می‌کند.

صدای کم و دما پایین هاردهای SSD

چون SSDها قطعات مکانیکی ندارند، از لحاظ نویز و دما عملکرد بهتری دارند و برای استفاده در دیتاسنترها که به فضای ساکت و خنک نیاز دارند، مناسب‌ترند.

ابعاد کوچک و وزن کم هاردهای SSD

SSDها معمولاً نسبت به HDDها وزن و ابعاد کمتری دارند که در طراحی سرورها و دیتاسنترها مفید است.

معایب استفاده از SSD در سرورهای هاستینگ

یکی از بزرگترین معایب SSDها هزینه بالای آن‌ها نسبت به HDDها است. برای ظرفیت‌های مشابه، SSDها معمولاً چندین برابر گران‌تر از HDDها هستند، که ممکن است بودجه‌های محدود را تحت تاثیر قرار دهد.

در حالی که ظرفیت‌های بالای HDDها (حتی تا 20 ترابایت) در دسترس هستند، SSDها همچنان در ظرفیت‌های بسیار بزرگ، محدودتر هستند. هرچند ظرفیت‌های 4TB یا 8TB برای SSDها موجود است، اما به‌طور کلی هنوز با HDDها در این زمینه فاصله دارند.

SSDها ممکن است محدودیت‌هایی در نوشتن مکرر داده‌ها (Write Endurance) داشته باشند. این محدودیت در مدل‌های ارزان‌تر بیشتر دیده می‌شود، زیرا سلول‌های NAND در طول زمان دچار فرسایش می‌شوند. به همین دلیل برخی از مدل‌ها ممکن است عمر کمتری نسبت به سایرین داشته باشند.

برخی از مدل‌های SSD که از حافظه‌های NAND با کیفیت پایین‌تر استفاده می‌کنند، ممکن است در عملکرد درازمدت نوسان داشته باشند. برای مثال، در هنگام پر شدن ظرفیت حافظه، سرعت کاهش می‌یابد.

کاربردهای SSD در سرورها

سرورهای با بار پردازشی بالا:

SSDها برای سرورهایی که نیاز به پردازش سریع داده‌ها دارند، مانند پایگاه‌های داده، وب‌سایت‌های پربازدید و سرورهای ایمیل، بسیار مناسب هستند.

دیتاسنترها و سرورهای مجازی:

SSDها می‌توانند کارایی بیشتری را در سرورهای مجازی و دیتاسنترها فراهم کنند، زیرا سرعت دسترسی بالا به داده‌ها باعث بهبود عملکرد ماشین‌های مجازی می‌شود.

پردازش‌های علم داده و یادگیری ماشین:

برای پردازش‌های نیازمند به سرعت بالا و زمان تأخیر کم، مانند علم داده و یادگیری ماشین، SSD انتخاب مناسبی است.

حسابرسی و تحلیل داده‌ها:

در سیستم‌های آنالیز داده‌های بزرگ، سرعت بالای SSD کمک می‌کند تا پردازش‌ها سریع‌تر انجام شوند و تجزیه و تحلیل‌ها به‌موقع انجام گیرد.

هارد دیسک‌های NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express)

این هارد دیسک‌ها از پروتکل NVMe برای اتصال به سرور استفاده می‌کنند که سرعت انتقال داده بسیار بالاتری را نسبت به SSDهای سنتی ارائه می‌دهد.

هارد دیسک‌های NVMe SSD از رابط PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) برای اتصال به مادربورد استفاده می‌کنند که نسبت به SATA SSD و HDD سرعت بسیار بالاتری دارد.

•  NVMe PCIe 3.0: سرعت خواندن و نوشتن 2500 تا 3500 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
•  NVMe PCIe 4.0: سرعت خواندن و نوشتن 5000 تا 7000 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
•  NVMe PCIe 5.0 (جدیدترین نسل): سرعت خواندن و نوشتن 10,000 تا 14,000 مگابایت بر ثانیه (MB/s)

تأخیر (Latency) هارد دیسک 

در مقایسه با SATA SSD که تأخیر حدود 50-100 میکروثانیه دارد، NVMe SSD تأخیری در حدود 10-20 میکروثانیه دارد که باعث افزایش چشمگیر سرعت پردازش داده‌ها در سرورها می‌شود.

مزایای استفاده از NVMe SSD در سرورهای هاستینگ

سرعت فوق‌العاده بالا
سرعت خواندن و نوشتن بسیار بیشتر از HDD و SATA SSD باعث بهبود عملکرد سرورها، به‌خصوص برای پردازش‌های سنگین مانند پایگاه داده، هوش مصنوعی، و پردازش ابری می‌شود.

پهنای باند بیشتر
استفاده از پروتکل PCIe به NVMe اجازه می‌دهد داده‌ها را با پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به SATA SSD انتقال دهد، که باعث افزایش عملکرد سرورهای پرمصرف می‌شود.

تأخیر (Latency) بسیار کم
کاهش زمان دسترسی به داده‌ها منجر به عملکرد سریع‌تر برنامه‌های حساس به تأخیر، مانند دیتابیس‌ها و سیستم‌های تحلیل داده، می‌شود.

مصرف انرژی کمتر نسبت به HDD
NVMe SSDها در مقایسه با HDD و SATA SSD، عملکرد بهتری در زمینه بهره‌وری انرژی دارند که به کاهش هزینه‌های عملیاتی دیتاسنترها کمک می‌کند.

مناسب برای بارهای کاری سنگین
برای سیستم‌هایی که نیاز به پردازش همزمان چندین عملیات ورودی/خروجی (I/O) دارند، NVMe بهترین گزینه است، زیرا می‌تواند هزاران عملیات را به‌ صورت همزمان انجام دهد.

 معایب استفاده از NVMe SSD در سرورهای هاستینگ

قیمت بالا:
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات NVMe SSD هزینه بالاتر آن نسبت به SATA SSD و HDD است، به‌خصوص در ظرفیت‌های بالا.

نیاز به سخت‌افزار سازگار:
برای استفاده از حداکثر سرعت NVMe SSD، مادربورد سرور باید دارای اسلات PCIe مناسب باشد. برخی از سرورهای قدیمی از NVMe پشتیبانی نمی‌کنند.

ظرفیت محدودتر نسبت به HDD:
برخلاف HDD که ظرفیت‌هایی تا 20 ترابایت دارند، NVMe SSDها معمولاً در ظرفیت‌های 1 تا 8 ترابایت رایج‌تر هستند.

تولید گرمای بیشتر:
به دلیل سرعت پردازش بالا، NVMe SSDها گرمای بیشتری نسبت به SATA SSD تولید می‌کنند، که ممکن است به خنک‌کنندگی اضافی نیاز داشته باشد.

کاربردهای NVMe SSD در سرورها

– هاستینگ وب و پایگاه داده
برای سرورهای وب که نیاز به پردازش سریع درخواست‌ها دارند و دیتابیس‌هایی که نیاز به سرعت خواندن و نوشتن بالا دارند.

– هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
پردازش حجم بالای داده‌ها در AI و ML به سرعت بالای NVMe SSD نیاز دارد.

– سرورهای مجازی (VPS) و پردازش ابری
NVMe SSD باعث بهبود عملکرد سرورهای مجازی می‌شود و کاهش تأخیر در پردازش داده‌های ابری را تضمین می‌کند.

– بازی‌های آنلاین و سرورهای گیمینگ
برای کاهش زمان بارگذاری و تأخیر در بازی‌های آنلاین، NVMe SSD گزینه‌ای ایده‌آل است.

– تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data)
برای سیستم‌های مدیریت داده‌هایی که نیاز به خواندن و نوشتن سریع داده‌ها دارند، مانند تجزیه و تحلیل‌های بلادرنگ (Real-Time Analytics).

هارد دیسک‌های SAS (Serial Attached SCSI)

این هارد دیسک‌ها برای محیط‌های سازمانی طراحی شده‌اند و سرعت و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می‌دهند که برای سرورهای با بار کاری سنگین مناسب هستند.

هارد دیسک‌های SAS (Serial Attached SCSI) نوعی از هاردهای حرفه‌ای هستند که برای استفاده در سرورها و دیتاسنترها طراحی شده‌اند.

این هاردها در مقایسه با HDDهای SATA عملکرد سریع‌تر و قابل‌ اطمینان‌تری دارند. سرعت آن‌ها بسته به نوع و نسل متفاوت است:

•  SAS 7,200 RPM: سرعت خواندن و نوشتن 150 تا 200 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
•  SAS 10,000 RPM: سرعت خواندن و نوشتن 200 تا 250 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
•  SAS 15,000 RPM: سرعت خواندن و نوشتن 250 تا 300 مگابایت بر ثانیه (MB/s)
•  SAS SSD: هاردهای SSD مبتنی بر SAS که سرعتی تا 400 تا 2000 مگابایت بر ثانیه (MB/s) دارند.

این هاردها معمولاً با رابط‌های SAS 6Gbps، SAS 12Gbps و SAS 24Gbps ارائه می‌شوند که پهنای باند بیشتری نسبت به SATA فراهم می‌کند.

 مزایای استفاده از SAS در سرورهای هاستینگ

قابلیت اطمینان و دوام بالا:
هاردهای SAS برای کارکرد مداوم 24/7 در دیتاسنترها طراحی شده‌اند و نسبت به HDDهای SATA خرابی کمتری دارند.

سرعت بیشتر نسبت به SATA HDD:
هاردهای SAS معمولاً سریع‌تر از HDDهای SATA هستند، به‌خصوص در مدل‌های 10K و 15K RPM.

پشتیبانی از چندین درخواست همزمان (Multitasking بهتر):
هاردهای SAS می‌توانند به‌طور همزمان چندین درخواست ورودی/خروجی (I/O) را مدیریت کنند، که این ویژگی در محیط‌های سروری بسیار مهم است.

قابلیت Hot-Swap:
امکان تعویض هارد بدون خاموش کردن سرور باعث کاهش زمان ازکارافتادگی (Downtime) می‌شود.

اتصال و مدیریت بهتر:
SAS از Dual Porting پشتیبانی می‌کند، یعنی می‌توان از دو کنترلر برای افزایش کارایی و افزونگی (Redundancy) استفاده کرد.

پایداری در پردازش داده‌های سنگین:
در دیتابیس‌های حجیم و سیستم‌های پردازش داده، هاردهای SAS به دلیل پایداری بیشتر، عملکرد بهتری نسبت به SATA دارند.

معایب استفاده از SAS در سرورهای هاستینگ

قیمت بالاتر از SATA HDD:
هاردهای SAS به دلیل طراحی صنعتی و قابلیت‌های پیشرفته، نسبت به SATA HDD گران‌تر هستند.

سرعت کمتر از SSD و NVMe:
با وجود عملکرد بهتر نسبت به SATA، همچنان نسبت به SSDهای NVMe بسیار کندتر است.

مصرف انرژی بیشتر:
هاردهای SAS، به‌ویژه مدل‌های 15K RPM، نسبت به SATA و SSD برق بیشتری مصرف می‌کنند و گرمای بیشتری تولید می‌کنند.

نیاز به کنترلر مخصوص:
برخلاف SATA که به‌صورت عمومی در همه سرورها پشتیبانی می‌شود، برای استفاده از SAS باید سرور دارای کنترلر SAS باشد.

کاربردهای SAS در سرورها

– سرورهای پایگاه داده (Database Servers):
برای دیتابیس‌هایی که نیاز به خواندن و نوشتن مداوم داده دارند، مانند SQL Server، Oracle و MySQL.

– سرورهای مجازی‌سازی و پردازش ابری:
در VMware، Hyper-V و OpenStack که نیاز به ذخیره‌سازی پایدار و سریع دارند.

– دیتاسنترهای سازمانی:
در محیط‌هایی که نیاز به دسترسی مداوم به داده‌ها با قابلیت اطمینان بالا دارند.

– سیستم‌های بکاپ و آرشیو:
در محیط‌هایی که ذخیره‌سازی داده‌های حساس نیاز به هاردهای مطمئن و مقاوم دارد.

هارد دیسک‌های SATA (Serial ATA)

این هارد دیسک‌ها معمولا در سرورهای با نیازهای ذخیره‌سازی بالا و هزینه کمتر استفاده می‌شوند و نسبت به SAS سرعت کمتری دارند.

هارد دیسک‌های SATA (Serial ATA) یکی از رایج‌ترین انواع هاردهای مورد استفاده در سرورها و هاستینگ‌های اقتصادی هستند. سرعت آن‌ها به نسل و نوع دستگاه بستگی دارد:

SATA HDD:

•  SATA 3.0 (6Gbps): سرعت انتقال داده 150 تا 200 مگابایت بر ثانیه  MB/s
•  SATA HDD با 7200 RPM: سرعت خواندن/نوشتن حدود 150 MB/s
•  SATA HDD با 5400 RPM: سرعت خواندن/نوشتن حدود 100 MB/s

SATA SSD:

•  SATA 3.0 SSD: سرعت خواندن/نوشتن 500 تا 550 مگابایت بر ثانیه  MB/s
•  SATA 2.0 SSD: سرعت خواندن/نوشتن 250 تا 300 مگابایت بر ثانیه  MB/s

مقایسه با سایر تکنولوژی‌ هاردهای قابل استفاده در سرور

• NVMe SSD: تا 7000 MB/s (خیلی سریع‌تر از SATA)
• SAS HDD: حدود 250-300 MB/s (کمی سریع‌تر از SATA HDD)

مزایای استفاده از SATA در سرورهای هاستینگ

قیمت پایین و اقتصادی:
هاردهای SATA HDD نسبت به SAS و NVMe SSD ارزان‌تر هستند، که آن‌ها را به گزینه‌ای محبوب برای سرورهای ذخیره‌سازی ارزان‌قیمت تبدیل کرده است.

ظرفیت بالا:
SATA HDDها در ظرفیت‌های تا 20 ترابایت در دسترس هستند، که برای آرشیو داده و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت بسیار مناسب است.

سازگاری گسترده:
تقریباً تمامی سرورها و مادربوردها از درایوهای SATA پشتیبانی می‌کنند، که این امر استفاده از آن‌ها را آسان می‌کند.

مناسب برای ذخیره‌سازی اطلاعات حجیم:
به دلیل ظرفیت بالا، SATA HDD گزینه‌ای عالی برای سرورهای بکاپ، آرشیو داده‌ها و هاستینگ فایل است.

قابلیت استفاده در RAID:
درایوهای SATA می‌توانند در پیکربندی RAID برای افزایش امنیت داده‌ها و بهبود کارایی استفاده شوند.

معایب استفاده از SATA در سرورهای هاستینگ

سرعت پایین‌تر نسبت به SAS و NVMe:
هاردهای SATA HDD در مقایسه با SAS HDD، SSD و NVMe بسیار کندتر هستند، که می‌تواند عملکرد سرور را کاهش دهد.

تأخیر بالا (High Latency):
SATA HDDها به دلیل مکانیکی بودن، زمان دسترسی بالاتری دارند و تأخیر بیشتری نسبت به SSDها دارند.

مصرف انرژی بیشتر نسبت به SSD:
هاردهای مکانیکی SATA برق بیشتری مصرف می‌کنند و گرمای بیشتری تولید می‌کنند که در دیتاسنترها می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را افزایش دهد.

خرابی بیشتر نسبت به SSD:
به دلیل وجود قطعات مکانیکی، SATA HDDها بیشتر در معرض خرابی قرار دارند و طول عمر آن‌ها نسبت به SSDها کمتر است.

عدم پشتیبانی از پردازش سنگین:
برای سرورهایی که نیاز به پردازش سنگین مانند پایگاه‌های داده یا مجازی‌سازی دارند، SATA HDD گزینه مناسبی نیست.

 کاربردهای SATA در سرورها

– سرورهای ذخیره‌سازی و بکاپ:
برای بکاپ‌گیری و آرشیو داده‌ها به دلیل هزینه پایین و ظرفیت بالا مناسب است.

– هاستینگ وب ارزان‌قیمت:
برای وب‌سایت‌های کم‌ترافیک و سرورهای هاستینگ اشتراکی با بودجه محدود قابل استفاده است.

– سیستم‌های NAS (Network Attached Storage):
در سرورهای ذخیره‌سازی متصل به شبکه (NAS) و فضای ابری برای ذخیره‌سازی اطلاعات در حجم بالا.

– هاستینگ ایمیل:
برای سرورهای ایمیل که نیاز به حجم ذخیره‌سازی زیاد دارند ولی سرعت پردازش آن‌ها اهمیت کمتری دارد.

سخن پایانی

انتخاب نوع هارد دیسک مناسب برای سرورهای هاستینگ بستگی به نیاز، بودجه و نوع بار کاری دارد.

به عنوان مثال، هارد دیسک‌های NVMe SSD برای سرورهایی که نیاز به سرعت بالای انتقال داده دارند، مناسب هستند، در حالی که هارد دیسک‌های HDD برای ذخیره‌سازی داده‌های حجیم با هزینه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.