存储基本术语有哪些必须掌握的关键概念？

存储介质类型

机械硬盘（HDD）
通过磁性碟片和机械臂读写数据，容量大、成本低，适合冷数据存储，主流转速为5400 RPM和7200 RPM，接口常用SATA/SAS。

固态硬盘（SSD）
采用NAND闪存芯片，无机械结构，速度比HDD快5-10倍，核心参数包括：

• 读写速度：SATA SSD约550MB/s，NVMe SSD可达7000MB/s
• 寿命指标：TBW（总写入字节数），如1TB SSD的TBW通常为600-1200
• 颗粒类型：SLC > MLC > TLC > QLC（耐用性递减，容量递增）

磁带存储（LTO）
大容量离线存储方案，最新LTO-9单盘容量45TB，传输速率1000MB/s，常用于金融、医疗等行业的长期归档。

存储架构模型

DAS（直连存储）
硬盘直接通过SATA/SAS连接主机，延迟低但扩展性受限，常见于个人电脑和单服务器环境。

NAS（网络附加存储）
通过以太网提供文件级共享，支持NFS/SMB协议，企业级NAS支持快照、去重功能，如群晖DS3622xs+最大可扩展至480TB。

SAN（存储区域网络）
使用光纤通道或iSCSI提供块级存储，典型架构包含：

• FC交换机：16/32Gb带宽
• 存储控制器：双活冗余设计
• HBA卡：主机端连接适配器

对象存储
通过HTTP API管理非结构化数据，采用扁平结构+元数据标签，AWS S3标准已成行业规范，适用于云原生应用。

关键技术指标

IOPS（每秒输入输出操作）
衡量随机读写能力的关键值，企业级SSD可达百万级IOPS，计算示例：

IOPS = (队列深度 × 每秒完成命令数) / 平均延迟

吞吐量（Throughput）
顺序读写速度，NVMe SSD可达7GB/s，HDD约200MB/s，受接口带宽限制：

• SATA III：6Gbps（理论最大600MB/s）
• PCIe 4.0 ×4：64Gbps（约8GB/s）

延迟（Latency）
从发起请求到收到响应的时间差，本地SSD延迟<100μs，云存储通常1-10ms。

RAID级别对比
| 级别 | 冗余性 | 空间利用率 | 典型场景 |
|——|——–|————|———-|
| RAID0 | 无 | 100% | 高性能临时存储 |
| RAID1 | 镜像 | 50% | 关键数据备份 |
| RAID5 | 单盘容错 | (n-1)/n | 通用业务 |
| RAID10 | 双冗余 | 50% | 数据库/虚拟化 |

数据保护机制

纠删码（Erasure Coding）
将数据分割为n个分片，生成m个校验块，允许最多m个节点故障，比传统RAID节省30%存储空间。

快照（Snapshot）
基于时间点的数据副本，COW（写时复制）技术仅记录差异数据，恢复速度比全量备份快10倍。

3-2-1备份原则
3份数据副本、2种存储介质、1份异地备份，可抵御硬件故障和区域性灾难。

新兴技术趋势

持久内存（PMem）
Intel Optane持久内存将延迟降至纳秒级，可用作内存扩展或高速存储层。

分布式存储系统
Ceph、GlusterFS等开源方案支持横向扩展，通过一致性哈希算法实现数据自动平衡。

存储级内存（SCM）
结合DRAM速度和NAND的非易失性，三星Z-SSD的延迟仅为20μs。

参考文献

[1] IDC《全球企业存储系统季度跟踪报告》2025Q2
[2] SNIA（全球网络存储工业协会）技术白皮书
[3] IEEE Transactions on Storage期刊存储技术演进分析