打造“大时代”的数据超市

特别策划

今天,我们不讨论你是否需要“大硬盘”

某人说:“我不需要大硬盘!”

某人说:“我需要大硬盘!”

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就算容量再大的硬盘,在出厂前也要被送到这个称为“双子星”的设备中对每一个扇区进行检测,检测过程通常会耗费80到数百小时。

时代在发展,硬盘也在发展,我们的消费观念同样在发生着变化,一部分人与时俱进,另一部分人固步自封,不愿意接受新东西给我们带来的种种方便。今天我们不讨论到底是否需要使用大硬盘,因为这根本就不是一个问题。纵观过去的短短的十年,硬盘每单位GB的价格总是越来越便宜。如果同样让你拿出600元,让你选择要一块80GB还是一块250GB的硬盘,你会怎么选?毫无疑问,在价格适中的时候,大容量的硬盘对我们的吸引力更大。

从某种意义上来说,我们确实是被硬盘厂家牵着鼻子走,不管你想不想,不管你愿不愿意,世界总是在向前发展的——显示器在朝一个“大”的方向发展,内存也是在朝一个“大”的方向发展,你能接受它们的“变大”,那为什么又要拒绝日益变“大”的硬盘呢?

硬盘多大才够用,你认为给C盘划分10GB空间的传统做法就可以满足现在程序的需求吗?Vista的Ultimate版本安装需要7GB的硬盘空间,微软官方还要求预留15GB剩余空间,再加上各种应用程序,系统盘至少需要50GB的空间,系统盘都是50GB了,其他盘的容量能比这个小吗?所以我们的硬盘容量也就越来越大。可以预言,今年160GB、250GB是主流,明年320GB是主流,到了后年,就是500GB,之后750GB、1TB的硬盘会接踵而来,进入千家万户。“大时代”的到来已经不可逆转。

既然不可逆转,那就好好享受吧,享受大硬盘这个数据超市带给我们的每一样“美味的食物”,享受它带给我们的每一件工具。

基础篇

超市区域如何分配

我们都知道,在超市中,商品是分类摆放的,把相同类型的商品放在一起,不同种类的产品之间有明确的标志。有“数据超市”之称的硬盘也同样如此,分区就是它的“标志”。怎样分区才算是正确分配硬盘空间呢?这是一个仁者见仁,智者见智的问题。以前有很多“高手”喜欢把硬盘分很多个区,就算硬盘容量只有10GB,也要这样干,感觉从C到Z这24个字母都还不够用。

从现在看来,有这么多个分区当然也有一定的道理,不过对实际应用来说,分这么多区完全没必要。比如一部HDTV就要占用数GB的空间,一个分区如果还没装满一部电影就没有剩余空间的话,岂不是很不方便。至于硬盘格式,我们当然推荐使用NTFS格式,且不说安全问题,就FAT32格式不支持单个4GB以上文件的存储,会带来很大的不便这一条,我们就该抛弃FAT32格式。

如果你有一块250GB或者500GB的大硬盘,每个分区多大合适?对于这个问题,我们推荐划分一个80GB左右的系统分区来安装Vista和应用程序,不要将这个分区分得过大(100GB以上),因为受病毒侵袭后,如要进行格式化系统盘等操作时,较小的系统盘不用让我们费事地去备份过多的数据。

除系统盘外,可以根据需要划分几个逻辑分区,如果是500GB的硬盘,可以将其扩展分区划分为200GB左右一个区。如果是250GB的硬盘,可以划分为100GB左右一个区。

你知道吗:很多朋友在买硬盘的时候,都很关注硬盘缓存的大小(图1)。现在主流硬盘的缓存为8MB和16MB。在理论上,缓存更大的硬盘能带来更好的性能。就实际使用情况来看,如果是做一些普通的工作,基本感觉不到缓存的不同带来的性能差异。如果是用来做非线性剪辑等需要重复进行大量数据存取工作的时候,大缓存的优势就体现出来了。

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图1 硬盘缓存芯片

硬盘的分区大小确定了,接下来就是如何分区了。分区的软件有很多,可以用PQMagic等软件来做。不过根据经验来看,就使用Windows XP或者Vista自带的分区工具才是最简便的方法。

用Windows XP安装光盘自带的工具来分区的方法以前已经讲过多遍,这里就不再重复了。我们本次只谈下用Vista自带的工具来分区。首先把Vista的安装盘放入光驱,在BIOS里面设置为光盘启动,就能看到Vista的安装界面(图2),然后点击“下一步”,输入产品识别密钥后,再一路输入下一步进入到“您想将Windows安装在何处”对话框(图3)。

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图2
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图3

这个时候只要点击右下角的“驱动器选项(高级)”就可以看到图4所示界面。

在这个界面中,可以选择“删除”来把分区全部“抹去”,再点击“新建”后,便可以在下面输入第一个分区的大小(图4)。以此类推,就可以轻松将硬盘划分好分区。比起Windows XP的分区工具来,Vista的分区工具的图形界面是否更显人性化呢?

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图4

手把手教你“挥霍”硬盘空间

对于以前一直使用40GB、80GB容量的朋友来说,突然买了一块250GB甚至是500GB的硬盘,反而会不知所措,觉得不知道该怎么去使用。要知道,如果不去“挥霍”你的硬盘空间,这反而是对硬盘资源的一种浪费。

那么如何来“挥霍”呢?HDTV当然是首先要考虑的,看过HDTV的人都有这样的感受——太清晰了,什么rmvb、DVDRip格式的电影根本就不值得一看,要看就看HDTV。而一部近两小时的1080p的HDTV电影会占用近20GB的硬盘空间。以后要是你想把蓝光、HD DVD这些碟片上的内容复制到硬盘上,那没有500GB的硬盘是“扛”不下来的。

至于音乐,就不要再听什么MP3这种经过有损压缩的音乐了。要听就听APE等无损压缩的音乐,它可以表现最原汁原味的音乐,听起来就一个字,爽!至于它的体积,一张专辑就大约占用300MB的硬盘空间,而要是换成最常见的普通128Kbps码率的MP3的话,一张专辑只会占用45MB左右的空间。

如果说你不想去享受这些视、听方面的“美味”,你总得去玩玩游戏吧,制作精美的游戏总给我们极大的诱惑,不过体积也是比以往任何时候都庞大。现在的游戏动辄三四GB的安装文件,如《命令与征服3》安装后的体积已经达到了15GB以上,试想一下,要是你还是停留在80GB的时代,这会是件多么恐怖的事啊!

总之一句话,电驴、BT和迅雷,能用上的下载工具都用上,能“down”下来的电影绝对不要在线看。你还别嫌多,反正现在网络速度快了,资源也多了,不用白不用。

高级篇

用好你的大超市:用SATA硬盘组建RAID

大硬盘有了,大硬盘也便宜了,不过它的速度仍然不能令我们满意,虽然有SATA、SATA2等新型高速接口标准的推出,但也只是提高了主板控制芯片与硬盘之间的数据传输速度。硬盘之所以成为系统的瓶颈,其根本原因在于硬盘的最大内部传输速率低下。硬盘的转速从5400转/分到7200转/分,数据缓存从2MB、8MB增加到16MB,存储技术从纵向记录进化到了垂直记录,但这些技术的改进都无法使硬盘的最大内部传输速率得到质的提高。在这种情况下,用SATA硬盘组建RAID就成为提高磁盘子系统性能的廉价且高效的方案,让你的“数据超市”通过RAID为你提供最快捷的服务吧。

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组建RAID需要两块能上能下的硬盘

你知道吗:RAID是英语“Redundant Array of Inexpensive Disks”的缩写,中文直译为廉价磁盘冗余阵列,简称“磁盘阵列”(还有一种说法是“Redundant Array of Independent Disks”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列)。

RAID可以理解为使两个或者两个以上的物理硬盘协作,逻辑上作为一个磁盘驱动器来使用,以不同的协作方式,通过冗余纠错、镜像数据或数据分割及奇偶校验等技术,来提高磁盘子系统各方面的性能,例如存储容量、读写速度以及数据安全性等等。早期的RAID主要应用在服务器的SCSI磁盘驱动器上,经过不断的发展,现在RAID技术已经普及到了家用的PATA、SATA 硬盘上。

几种常见RAID介绍

RAID 0

优点:拥有最佳的读写性能,并且性能随着硬盘数量的增加而提高

缺点:不可靠的数据安全性,并且随着硬盘数量的增加而变得更低

所需硬盘数量:大于或等于2个

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在RAID 0模式下,数据被分割成若干数据块后,分别存储在多个硬盘上。系统可以在多个硬盘上同时并行地进行读写操作,因此RAID 0的数据存取效率非常高,可以成倍地提升磁盘子系统的读写速度。但RAID 0的数据安全性非常低,只要其中一个硬盘出了问题,那么整个磁盘阵列的数据都会丢失。

以N个硬盘组RAID 0为例,理论上,RAID 0的读写速度=单个硬盘读写速度×N,若组成RAID 0的各个硬盘读写速度不同,则实际读写速度=速度最慢的硬盘的速度×N。RAID 0的有效硬盘总容量=单个硬盘容量×N,若组成RAID 0的各个硬盘容量不同,则实际有效硬盘总容量=最小的硬盘容量×N,因此建议使用RAID 0模式的用户最好选择同一品牌同一型号的产品,以免造成不必要的浪费。

RAID 1

优点:数据安全性极佳,并且随着硬盘数量的增加而提高

缺点:硬盘空间浪费较多,读写速度无法得到提高

所需硬盘数量:大于或等于2个

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RAID 1又称镜像模式,在该模式下,系统将会以镜像的方式把数据同时写入参与组建的多个硬盘中,可以看作是对另一个硬盘数据的备份。这样即使其中某个硬盘出现了故障,系统利用其他镜像硬盘中的数据照样可以正常运行。因此,它具有极高的数据安全性,但RAID 1中的附加硬盘只是用于数据备份,所以硬盘容量的有效利用率将会降低,在速度和容量上与使用单块硬盘没什么区别。

RAID 1模式下的有效硬盘总容量=磁盘阵列中容量最小的硬盘的容量。例如,如果RAID 1模式中有一块容量为80GB的硬盘和两块160GB的硬盘,那么总的有效容量仅有80GB,两块160GB硬盘上各有80GB作为镜像之用,剩下的容量都会被浪费。同时,如果几块硬盘的读写速度不同,那么速度较快的硬盘必须等待速度较慢的那块硬盘完成任务之后再进行下一步的数据写入,所以RAID 1的实际读写速度=速度最慢的硬盘的读写速度。

RAID 5

优点:性能和安全性俱佳

缺点:通过校验码来恢复数据的速度比较慢,目前提供RAID 5功能的主板还比较少

所需硬盘数量:大于或等于3个

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RAID 5比上述几款RAID模式要复杂得多,它至少要由三块硬盘来组成。RAID 5也同时具备了RAID 0的速度优势和RAID 1的数据安全性,但实现的原理和RAID 0+1有所不同。

当RAID 5中有三块硬盘时,RAID控制器将会把需要存储的数据分割成数据块,分别存储到两块硬盘当中。此时,磁盘阵列当中的第三块硬盘不存储文件数据块,它所存储的是用来校验另外两块硬盘中数据的校验码。这些校验码是通过一定的算法产生的,通过校验码可以恢复存储在另外两个硬盘上的文件。值得注意的是,这三块硬盘在每次存储任务中充当的角色并不是一成不变的,也就是说在这次存储过程中可能是1号和2号硬盘用来存储文件数据块,那么下次可能就是1号硬盘和3号硬盘来完成这项任务。因此当RAID 5中的某块硬盘损坏之后,只要加入一块新的硬盘就可以利用另外两块硬盘上的校验码来实现所有数据的恢复。

你知道吗:除了以上介绍的RAID模式以外,还有RAID 0+1、Matrix RAID、JBOD RAID三种模式,它们各有优缺点,不过因为在实际应用中使用得较少,我们在此就不再详细介绍。

打造最强的数据超市:常用平台SATA RAID组建攻略

Intel芯片组

把SATA硬盘正确安装到电脑主机上后,我们就开始打造最强数据超市之旅——SATA RAID的组建(注:本文以Intel ICH8R芯片组为例,不同主板具体设置选项可能略有不同,大家可以参考本例进行操作)。

开机后首先按DEL键进入BIOS设置菜单,把第一启动设备选择为从光驱启动,然后进入“Integrated Peripherals”选项,把“SATA RAID/AHCI Mode”选项设定为“RAID”,保存后退出(图5)。

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图5

重新启动计算机,此时在BIOS自检画面过后会多出一个如图6的菜单,按照提示按下“Ctrl+I”组合键进入RAID的设置菜单。

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图6

选择“Create RAID Volume”来创建RAID,然后在Name栏目中填入1~16个字母来命名将创建的RAID卷的名称(图7)。接着按Enter键进入“RAID Level”菜单中,选择你所要组建的RAID的模式。例如RAID 0或者RAID 1。接下来在“Disks”菜单的硬盘列表中使用Space (空格键)键选择你要用来组建RAID的硬盘。后面的“Strip Size”选项表示的是条带容量,也就是在每个磁盘上连续写入的每段数据的大小(类似于“簇”的概念),可以从4KB一直设置到128KB(有的主板为64KB)。对家庭用户来说,更大容量的条带值会带来更高的读写性能,尤其是在读取连续数据的时候。如果作为服务器来使用的话,最好将条带的容量设置小一点。这里建议普通用户使用默认值128KB即可,再按Enter键进入“Capacity”中选择将用于组建RAID卷的硬盘容量,最后选择“Create Volume”并在随后出现的提示中确定创建RAID。

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图7

这里需要提醒大家,确定执行此项操作之后,被选中用来组建RAID的所有硬盘中的数据和原先的RAID结构都将全部丢失,最后按Esc键退出RAID创建菜单。

设置完成后,即可进行操作系统安装。以安装Windows XP为例,从CD-ROM的Windows XP安装光盘启动后,在出现“Press F6 if you need to install third party SCSI or RAID driver”时(图8),按F6进入驱动安装菜单。

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图8

在软驱中插入存放有SATA驱动程序的软盘(该软盘可以用主板附带的驱动光盘来创建,具体可参考主板说明书),接着按S键继续,然后在Windows XP Setup画面的列表中选择“Intel(R) ICH8R/DO/DH SATA RAID Controller(图9)”,按Enter键进行安装。驱动安装成功后即可继续安装Windows XP,后面的过程和普通的Windows XP系统安装相同。

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图9

当系统安装完成后,需要安装Intel芯片组相应的应用程序和其他相应驱动程序。至此RAID的设置和安装即告完成。

NVIDIA芯片组

对于用NVIDIA芯片组成的RAID,其过程也不算复杂,我们以NF570-Ultra芯片组为例,进行讲解。首先进入BIOS菜单中,把第一启动设备设置为光驱,然后在“RAID Config”选项中把“RAID Enable”设置为“Enable”,保存BIOS后重新启动。在BIOS自检画面过后出现有关RAID的菜单,按照提示按F10即可进入NV RAID的设置菜单(图10)。

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图10

这时左边的方框中会把所有的硬盘列出来(图11),把将要组建RAID的硬盘选择并加入到右边的方框中。

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图11

然后进入RAID Mode中选择RAID的模式(图12),其中Mirroring就是RAID 1,Striping就是RAID 0,Striping Mirroring即RAID 0+1(具体选项及其意义可参考主板说明书)。其后的“Striping Block”选项为条带容量大小的设定,其意义可参考Intel芯片组中的介绍。接着按照提示按F7键开始组建RAID。

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图12

同样,确定组建RAID之后,相关硬盘上的数据和原先的RAID结构都将全部丢失,操作需小心。重新启动计算机后进行Windows XP的安装,安装过程和上文中介绍的Intel芯片组安装过程大致相同,但要注意一点,NVIDIA RAID 的驱动一共有两个,分别是NVIDIA RAID CLASS DRIVER和NVIDIA nForce Storage Controller,两个都要正确安装,然后才能继续安装系统。进入Windows XP系统之后安装主板的NVIDIA SW驱动即可。

NVIDIA芯片组的NV RAID控制器也有自己的特色功能:交错式RAID(Cross-Controller RAID),即俗称的混合式RAID,可以将SATA接口的硬盘与IDE接口的硬盘联合起来组成一个RAID卷,其操作与SATA硬盘之间的RAID组建完全相同,这有利于一些还在使用IDE硬盘的朋友对系统进行升级。

VIA芯片组

对于常见的VIA芯片组,现在市面采用VIA芯片组的主板都使用了VIA VT8237/ VT8237R南桥,本文就以VIA VT8237/ VT8237R南桥为例子,讲解如何组建SATA RAID。

和前面介绍的其他芯片组一样,正确安装硬盘后开机进入BIOS设置菜单,把第一启动设备选择为从光驱启动,然后进入“Integrated Peripherals”选项,把“SATA Mode”选项设定为“RAID”(图13),保存后退出。

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图13

重新启动计算机,在BIOS自检过后,SATA RAID控制器会检测系统上所安装的所有SATA硬盘,并出现一个如图14的菜单,按照提示按下TAB键进入RAID的设置菜单。

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图14

在RAID设置界面中(图15),选择“Create Array”选项,然后进入“Array Mode”中选择要创建的RAID模式,例如RAID 0、RAID 1等。接着进入“Select Disk Drives”菜单中选择要用来组建RAID的硬盘,下面的“Block Size”选项可进行条带容量大小的设定,最后选择“Start Create Process”开始RAID的创建,创建过程有滚动进度条进行显示。

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图15

创建RAID之后进行Windows XP的安装工作,安装驱动的过程请参考上文Intel芯片组中的相关内容,这里不再赘述。

你知道吗:为了控制成本,现在很多主板芯片组上原生的SATA接口并不多,主板厂家就利用板载第三方的RAID控制芯片的方法来为用户提供更多的SATA接口。这些板载控制芯片的RAID组建与上文中介绍的各种芯片组的RAID组建大同小异:“同”的都是在BIOS中打开SATA RAID控制器,然后重新启动电脑,并在BIOS自检后出现的菜单中用热键激活RAID设置菜单,然后选择相应的RAID模式、参与组建的相关硬盘等。“异”的只是在BIOS菜单及RAID设置菜单中可选项的表达方式可能不同,激活RAID设置菜单的热键也可能存在差异。只要详细阅读上文中的介绍后加以变通,大家应该可以轻松应付。

需要提醒大家的是,创建RAID时一定要注意区分主板原生RAID控制器与板载第三方RAID控制器所提供的不同SATA接口,一般来说,编号靠前的是主板芯片组原生的SATA接口(例如SATA1、SATA2等),编号靠后的是板载芯片提供的接口,参与组建RAID的几个硬盘一定要安装在同一个控制器提供的SATA接口上。

RAID的迁移

不少以前使用单硬盘的朋友都买了一块硬盘,来组建RAID系统。不过,用删除所有数据来实现RAID功能代价实在太大,好在现在大部分主板芯片组都提供了RAID的迁移功能,利用该功能用户可以方便地把现有的单硬盘系统升级到RAID模式而无须重装操作系统,下面以Intel ICH 6/7/8南桥芯片为例来讲解RAID的迁移。要实现这一功能,你的系统必须符合三个条件,Intel官方把符合这些条件的系统称为“RAID Ready System”,它包含的条件分别为:

1.在原来使用单硬盘安装Windows XP过程中,选择了按F6键并且安装了SATA RAID驱动程序,详细步骤可参考前面Intel芯片组如何创建RAID部分的内容。

2.在BIOS的“Integrated Peripherals”选项中,把“SATA RAID/AHCI Mode”选项设定为“RAID”,不同主板的具体选项可能有所不同,总的来说就是要在BIOS中把SATA RAID控制器打开,此时虽然为RAID工作模式,但实际上单硬盘并未真正组建RAID。

3.系统上安装了Intel芯片组的Matrix Storage Manager驱动。

符合以上条件的单硬盘系统都可以利用迁移(Migration Feature)功能方便地升级到RAID模式。具体操作如下:

首先把新加的硬盘正确安装到电脑主机上。进入系统后进入Matrix Storage Manager的操作界面(图16),此时会发现新增加的硬盘,点击“Actions(操作)”菜单,选择“Create RAID Volume from Existing Hard Driver(从现有硬盘创建RAID卷)”。

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图16

接着在对话框中填入RAID卷的名称(图17),选择要创建的RAID模式,还要选择“Strip Size”即条带容量的大小。

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图17

选择创建RAID的源盘,即原来那块安装了系统的硬盘,然后选择参与组建RAID的硬盘(即那些后来加入的硬盘)。确定操作后开始RAID的迁移过程,整个过程所需时间视原有硬盘上的文件大小而定,注意迁移过程中主机不能断电。

利用RAID迁移功能,大家还可以把已有的RAID模式转换为主板支持的其他RAID模式而不损坏硬盘上的数据,不过还是建议大家在操作前先备份硬盘上的重要数据,以免造成不可挽回的损失。

你知道吗:很多朋友认为使用带有冗余纠错、镜像数据及奇偶校验等技术的RAID模式,存放数据就可以高枕无忧了。其实不然,因为RAID对数据的保护是针对硬盘损坏或者数据丢失而设计的,其使用环境是在硬盘因为某些原因造成数据丢失时,RAID中的其他硬盘可以用来进行数据的恢复。但如果是误删文件或者是病毒对文件的恶意修改,RAID无法识别这些操作的合法性,因此会在用于备份的硬盘中同时进行同样的读写操作,造成备份硬盘中的数据同样遭受破坏。所以即使组建了镜像或者数据校验的RAID,对重要数据的备份也不能马虎,RAID 0就更不用说了。

总结

以前我们会非常注意如何利用好有限的硬盘空间,把所有数据归类并存放得整整齐齐,随着硬盘容量的日益增大,以大硬盘为代表的“大时代”已经到来,在这个时期内,我们对文件的存放位置已经显得不再重要,比如,从网上随意下载的视频图片可能放在硬盘的任何角落而长时间不会去问津。对文件的存放位置变得不再重要,而如何利用好大硬盘,让它们最大限度地发挥出自己的性能,更好地为我们服务,才是现在这个“大时代”里我们最应该关心的话题。