2018/04/28

存储极客 | 高密度盘柜难点：评戴尔SCv2080结构设计

唐僧

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高密度盘柜评估重点关注哪些因素？以SCv2080为代表的入门级存储阵列拥有哪些优势为您带来安全稳定、简化管理的高端体验？我们将通过深度讨论与对比评测，为您详细展开。

本文为戴尔SCv2000存储阵列系列评测的第3篇。前面我们已经提到过的SCv2080这款5U 84个3.5英寸盘位的机型，它就是这里的主角。

戴尔SCv2080高密度存储阵列，通过上下2个“抽屉”来安装更换驱动器

一个重点，四大维度

全面评估高密度盘柜

做企业存储、服务器的朋友应该都知道，可以从机箱前面板单独热插拔每个3.5英寸驱动器的典型密度是2U 12盘位（如SCv2000）或者4U 24盘位（如PS6100E），折合6盘/U。在5U 84盘位出现在Compellent SC280和EqualLogic系列之前，戴尔已经有一款入门级高密度盘柜PowerVault MD3x60系列，支持4U 60个3.5英寸驱动器，折合15盘/U。相比之下5U 84盘位折合16.8盘/U，其实它并不是业内密度最高的，我们还看到有些小众产品，如4U 75盘位、4U 84盘位等。

我们认为，盘柜的密度并非越高越好，还有更多不容忽略的考量因素。希望能够通过本文使您有一个全面的了解。

1、单位空间盘位数，容量密度

2、功耗、散热、机架承重

3、可维护性

4、是否带RAID控制器（JBOD还是阵列）

第1点不用说了，第2点我觉得与密度之间是一个权衡的问题。首先，4U 60盘或更高密度机型通常不支持3.5英寸高转速（15K）硬盘，加上目前7200转硬盘功耗有所降低，在散热方面存在可进一步提升（密度）的空间；但在功耗和整机架承重方面，确实需要考虑和规划。

第4点主要与空间有关，因为高密度盘柜的机箱深度不能无限大；另一方面，由于从前面板进风经过硬盘加热之后，如果带阵列控制器其功耗也不能太大，比如每控制器双CPU的还想用高密度，基本上就需要盘/控分体了。

我们重点想谈的就是第3点——可维护性，也是体现这类产品技术水平之重点所在。

4U 60盘位，前面板5个抽屉

戴尔PowerVault MD3x60系列

如上图：4U 60盘位的MD3x60，它的硬盘驱动器安装在可以从前面板拉出的5个抽屉中。拔出一个抽屉时不会影响到另外4个，也不会有明显的重心偏移，避免给机箱/机架滑轨固定结构增加压力；根据我们的实际动手经验，其抽屉滑道的平稳度还不够完美，并且更换硬盘时也容易产生额外的、与盘片垂直的震动，这些对其可维护性造成一些小折扣。

✎评分（单项满分为5分，以下同）

密度：3.5

功耗、散热、机架承重：4.5

可维护性：4分

总分：12

4U 75盘位，前面板1个抽屉

这款4U 75盘位的高密度盘柜，来自国内某公司。该密度已经对功耗、散热和机架承重造成一定挑战，但关键更在于这类产品的可维护性——整体拉出1个抽屉的方式，无论60盘、75盘还是84盘，在抽屉完全拉出时，重心会明显外移，给机架滑轨固定结构增加不小的压力。

✎评分

密度：4.5

功耗、散热、机架承重：3.5

可维护性：3

总分：11

实际上，我们看到4U 75、4U 84整体抽拉式高密度盘柜并没有4U 60应用广泛。

4U 72盘位服务器，前24+后12双盘Tray

这是一款4U 72盘位的存储服务器，前面板有24个热插拔Tray（托架），不过每个Tray上有2块硬盘，如果坏了1块也只能2个都拔出来。

在它的背面，上半部分类似于2U服务器，下面是24个热插拔Tray，每个Tray同样2块盘。整体上就是(24+12)x2=72。

有同行朋友表示，这款机箱在散热方面存在一定不足，由于是从前到后的散热风道，前面硬盘的进风温度，经过整个机箱到达后面硬盘时会有提高。而且维护上前后都要照顾也麻烦一些。

✎评分

密度：4.5

功耗、散热、机架承重：3

可维护性：2.5

总分：10

细节成就高度

SCv2080可维护性3大亮点

接下来，我们看看戴尔SCv2080能打多少分？

首先我们拉出了上面的硬盘抽屉，将图片放大可以看到目前这台配置的都是2TB 7200转驱动器，可能是工程样机的缘故，SAS盘被贴上了SATA的标签，在每块硬盘托架的前方（距离我们近的这一边）都标有顺序号。

希捷OEM给戴尔的Constellation ES.3企业级硬盘，SAS 6Gbps 2TB 7.2K RPM

滑动装置相当的平稳，完全拉出整个抽屉时会有一个卡锁。SCv2080的起步出货配置是28块驱动器，我们可以看到这款配置是3排一共42个3.5驱动器位（每排14块）。

现在看看安装/更换硬盘的锁扣机制。如上图，将红圈位置的箭头部分往右扣，硬盘就会随同托架向上弹出（见下图）。

此时可以直接把硬盘继续抽出，如果想恢复安装回去，则应在向下按到位的同时，按照2个红圈所示的箭头方向，将硬盘顶部（侧边）我们看到的这个锁片推回原位，就能卡住固定了。

简单总结下这一段的要点：

1、每次拉出一个硬盘抽屉，最多42块盘的重量，减少重心外移给机架固定结构增加的压力；

2、结构可靠，抽屉滑动过程平稳；

3、硬盘更换时产生的震动，与盘片方向平行，避免给硬盘带来不利影响。

小巧硬盘连接器

SAS扩展器位置布局

在SCv2080硬盘托架上，除了机械固定装置之外，还有一个小电路板，SAS双端口和供电都是由这里引出的。

SCv2080硬盘转换托架

这张照片是下方那个没有安装硬盘的空“抽屉”，同样是14x3=42个盘位。需要注意的是，SCv2080有一个锁定机制，上下两个抽屉不能同时抽出，只有推回一个到位才能抽出另一个。这样就进一步保证避免使机箱和机架固定装置承担过大的压力。

上图中标红圈的部分，就是SAS扩展器（Expander芯片），在每个抽屉的两侧各有两颗，它的作用就是让每个硬盘都能够连接到后面的控制器。如果是SCv2080的JBOD机箱SC180，对应控制器的位置就换成了SAS连接模块。

从这张图能清楚地看到硬盘安装滑道，标红圈的那一排就是上文中提到的，硬盘托架上的金手指与机箱之间的连接器。

将硬盘抽屉完全抽出后，需要在两边同时按下这个蓝色按钮才能将其推回。这样在更换/添加硬盘的维护操作期间，可以避免抽屉运动影响到正在工作硬盘的稳定性。

坚实的基础

散热设计和供电

从机箱后面可以看到冗余双控制器、散热风扇（4+1）和电源（1+1）的布局，其中电源插头由于功率较大，使用的是220V 16A标准。这台SCv2080的控制器为双10Gb iSCSI版本，如我们在前文中所述，除了接口子卡部分之外，如果激活Flex Port授权，每个控制器就将拥有4个万兆iSCSI。

在SCv2080控制器和电源的面板上没有进出空气的开孔，这也是同类产品一个普遍的特点。那么除了专业的散热和结构工程师之外，有多少朋友考虑过它们的风道是怎样设计的？下面我们简单讨论下。

抽出一个风扇模块，从电路板上的插头线缆数量可以看出，右边一共有2个风扇，也就是说在每个模块内部已经有冗余了。

红色箭头标的就是空气流动方向，由于5个风扇模块并排放置，主要应该是从上/下方进风，接着向后排出。下面看看控制器和电源是怎么被“照顾”到的。

底面朝上放置的SCv2000控制器

控制器的底面出风孔正好贴着风扇上方的进风孔，由此形成负压，从控制器和中板连接的方向进风。

注：同样的控制器，在SCv2000和SCv2020机箱中的散热风道有所不同，下一篇再给大家介绍。

电源模块的情况相类似，热量被位于它上方的风扇模块从照片中标识的散热孔抽走，然后也是由中板方向进风，形成完整的风道。

这款电源由台达（Delta）生产，额定功率高达2800W，要知道每块7200转硬盘加电启动时的+12V电流就可能达到2A左右，别忘了最多84块盘呢。

总结：SCv2080表现更均衡、不容忽视的性价比

最后我们试着给SCv2080也打个分

密度：4

功耗、散热、机架承重：4

可维护性：5分

总分：13

如上表，SCv2080的可维护性表现出色，但正如我们在文章开头所说：“功耗、散热、机架承重等方面与密度之间是一个权衡的问题”，因此在综合成绩来看，SCv2080领先的幅度不大，但确实在四大评估维度中表现更均衡。无论您是否赞同以上对比，我们认为是给出了自己客观的评判。

在5U 84盘位的SCv2080之前，高密度盘柜我们见过的也不少。说实话，曾经以为在机械结构设计方面的技术已经相当成熟，不太容易像半导体等领域还能有明显的进步。而现在我们认为这种观点不完全正确，哪怕看似有些枯燥的领域，只要用心去做，总会看到努力的成果！

关于性价比，高密度盘柜之前给我的印象是价格不菲，毕竟内部多出许多组件和成本。举例来说，如果配36块3.5寸盘，选择3个2U 12盘机箱（1控制器+2JBOD）许多情况下比单个4U 60盘要便宜，高密度的优势更多在于节约空间。而这一次，戴尔表示SCv2080的单位容量成本，可达600+元人民币起/TB。

在下一篇中，我们将给大家介绍SCv2000系列控制器的内部散热设计，由于该系列的控制器通用，另外一台2U的样机就要出场了。

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