熱插拔

熱插拔

百科解釋

熱插拔 - 概述

熱插拔熱插拔

熱插拔(hot-plugging或Hot Swap)功能就是允許用戶(hù)在不關(guān)閉系統(tǒng),不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬盤(pán)、電源或板卡等部件,從而提高了系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的及時(shí)恢復(fù)能力、擴(kuò)展性和靈活性等,例如一些面向高端應(yīng)用的磁盤(pán)鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤(pán)的熱插拔功能。

具體用學(xué)術(shù)的說(shuō)法就是:熱替換(Hot replacement)、熱添加(hot expansion)和熱升級(jí)(hot upgrade),而熱插拔最早出現(xiàn)在服務(wù)器領(lǐng)域,是為了提高服務(wù)器用性而提出的,在我們平時(shí)用的電腦中一般都有USB接口,這種接口就能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔。如果沒(méi)有熱插拔功能,即使磁盤(pán)損壞不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失,用戶(hù)仍然需要暫時(shí)關(guān)閉系統(tǒng),以便能夠?qū)τ脖P(pán)進(jìn)行更換,而使用熱插拔技術(shù)只要簡(jiǎn)單的打開(kāi)連接開(kāi)關(guān)或者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄就可以直接取出硬盤(pán),而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運(yùn)行。

熱插拔 - 功能特點(diǎn)

熱插拔最早出現(xiàn)在服務(wù)器領(lǐng)域,是為了提高服務(wù)器易用性而提出的。在我們平時(shí)用的電腦中一般都有USB接口,這種接口就能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔。如果沒(méi)有熱插拔功能,即使磁盤(pán)損壞不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失,用戶(hù)仍然需要暫時(shí)關(guān)閉系統(tǒng),以便能夠?qū)τ脖P(pán)進(jìn)行更換。而使用熱插拔技術(shù)只要簡(jiǎn)單的打開(kāi)連接開(kāi)關(guān)或者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄就可以直接取出硬盤(pán),而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運(yùn)行。

熱插拔 - 技術(shù)支持

實(shí)現(xiàn)熱插拔需要有以下幾個(gè)方面支持:總線(xiàn)電氣特性、主板BIOS、操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)。那么我們只要確定環(huán)境符合以上特定的環(huán)境,就可以實(shí)現(xiàn)熱插拔。目前的系統(tǒng)總線(xiàn)支持部分熱插拔技術(shù),特別是從586時(shí)代開(kāi)始,系統(tǒng)總線(xiàn)都增加了外部總線(xiàn) 的擴(kuò)展,因此這方面我們的顧慮可以消除。從1997年開(kāi)始,新的BIOS中增加了即插即用功能的支持,雖然這種即插即用的支持并不代表完全的熱插拔支持,僅支持熱添加和熱替換,但這是我們熱插拔中使用最多的技術(shù)了,所以主板BIOS這個(gè)問(wèn)題也可以克服了。在操作系統(tǒng)方面,從Windows95開(kāi)始就開(kāi)始支持即插即用,但對(duì)于熱插拔支持卻很有限,直到NT 4.0開(kāi)始,微軟開(kāi)始注意到NT操作系統(tǒng)將針對(duì)服務(wù)器領(lǐng)域,而這個(gè)領(lǐng)域中熱插拔是很關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù),所以操作系統(tǒng)中就增加了完全的熱插拔支持,并且這個(gè)特性一直延續(xù)到基NT技術(shù)的Windows 2000/XP操作系統(tǒng),因此只要使用NT4.0以上的操作系統(tǒng),熱插拔方面操作系統(tǒng)就提供了完備的支持。驅(qū)動(dòng)方面,目前針對(duì)Windows NT,Novell的Netware,SCO UNIX的驅(qū)動(dòng)都把熱插拔功能整合了進(jìn)去,只要選擇針對(duì)以上操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)熱插拔的最后一個(gè)要素就具備了。

通常來(lái)說(shuō),一個(gè)完整的熱插拔系統(tǒng)包括熱插拔系統(tǒng)的硬件,支持熱插拔的軟件和操作系統(tǒng),支持熱插拔的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和支持熱插拔的用戶(hù)接口。

我們知道,在普通電腦里,USB(通用串行總線(xiàn))接口設(shè)備和IEEE 1394接口設(shè)備等都可以實(shí)現(xiàn)熱插拔,而在服務(wù)器里可實(shí)現(xiàn)熱插拔的部件主要有硬盤(pán)、CPU、內(nèi)存、電源、風(fēng)扇、PCI適配器、網(wǎng)卡等。購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器時(shí)一定要注意哪些部件能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔,這對(duì)以后的工作至關(guān)重要。

熱插拔 - 工作原理

實(shí)現(xiàn)熱插拔需要有以下幾個(gè)方面支持:總線(xiàn)電氣特性、主板BIOS、操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)。那么我們只要確定環(huán)境符合以上特定的環(huán)境,就可以實(shí)現(xiàn)熱插拔。

總線(xiàn)電氣特性

目前的系統(tǒng)總線(xiàn)支持部分熱插拔技術(shù),特別是從586時(shí)代開(kāi)始,系統(tǒng)總線(xiàn)都增加了外部總線(xiàn)的擴(kuò)展,因此這方面我們的顧慮可以消除。

主板BIOS

從1997年開(kāi)始,新的BIOS中增加了即插即用功能的支持,雖然這種即插即用的支持并不代表完全的熱插拔支持,僅支持熱添加和熱替換,但這是我們熱插拔中使用最多的技術(shù)了,所以板BIOS這個(gè)問(wèn)題也可以克服了。

操作系統(tǒng)

在操作系統(tǒng)方面,從Windows95開(kāi)始就開(kāi)始支持即插即用,但對(duì)于熱插拔支持卻很有限,直到NT 4.0開(kāi)始,微軟開(kāi)始注意到NT操作系統(tǒng)將針對(duì)服務(wù)器領(lǐng)域,而這個(gè)領(lǐng)域中熱插拔是很關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù),所以操作系統(tǒng)中就增加了完全的熱插拔支持,并且這個(gè)特性一直延續(xù)到基NT技術(shù)的Windows 2000/XP操作系統(tǒng),因此只要使用NT4.0以上的操作系統(tǒng),熱插拔方面操作系統(tǒng)就提供了完備的支持。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)


驅(qū)動(dòng)方面,目前針對(duì)Windows NT,Novell的Netware,SCO UNIX的驅(qū)動(dòng)都把熱插拔功能整合了進(jìn)去,只要選擇針對(duì)以上操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)熱插拔的最后一個(gè)要素就具備了。通常來(lái)說(shuō),一個(gè)完整的熱插拔系統(tǒng)包括熱插拔系統(tǒng)的硬件,支持熱插拔的軟件和操作系統(tǒng),支持熱插拔的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和支持熱插拔的用戶(hù)接口。

熱插拔 - 支持硬件

在普通電腦里,USB(通用串行總線(xiàn))接口設(shè)備和IEEE1394接口設(shè)備等都可以實(shí)現(xiàn)熱插拔,而在服務(wù)器里可實(shí)現(xiàn)熱插拔的部件主要有硬盤(pán)、CPU、內(nèi)存、電源、風(fēng)扇、PCI適配器、網(wǎng)卡等。購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器時(shí)一定要注意哪些部件能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔,這對(duì)以后的工作至關(guān)重要。   

縱觀(guān)現(xiàn)今市場(chǎng)SATA主板提供的附件中的Serial ATA線(xiàn)纜,特別是SATA電源線(xiàn),大多為非標(biāo)準(zhǔn)附件。如SATA電源線(xiàn)沒(méi)有SATA 15-針腳電源接口界面,Serial ATA 硬盤(pán)將無(wú)法遂行熱插拔功能。即使一些SATA硬盤(pán)同時(shí)提供SATA 15針腳電源接口和IDE 1x4-針腳常規(guī)電源接口,可以明確的是IDE 1x4-針腳常規(guī)電源接口無(wú)法支持熱插拔,強(qiáng)行操作會(huì)導(dǎo)致硬盤(pán)損壞和數(shù)據(jù)丟失,華擎提供了可以支持SATA硬盤(pán)熱插拔功能的技術(shù),并且在帶SATA的主板里提供了7-針腳SATA數(shù)據(jù)線(xiàn)和具SATA 15-針腳電源接口界面的SATA電源線(xiàn) 。

熱插拔 - 普通硬盤(pán)熱插拔

熱插拔熱插拔

以前的硬盤(pán)磁頭不具備自動(dòng)?康墓δ,在通電狀態(tài)下磁頭是“飛行”在盤(pán)片上面的,當(dāng)系統(tǒng)斷電之前,必須用一條叫“Park”的專(zhuān)用命令,來(lái)讓磁頭歸位。否則,就有可能因?yàn)楸P(pán)片瞬間停轉(zhuǎn)而磁頭來(lái)不及歸位,造成盤(pán)片被磁頭“鏟傷”。

而現(xiàn)在的硬盤(pán),只有當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候,磁頭才會(huì)飛行在盤(pán)片表面。一旦讀取動(dòng)作結(jié)束,磁頭立即自動(dòng)歸位停靠。同時(shí),現(xiàn)在的硬盤(pán)都具備延時(shí)斷電的功能。即當(dāng)系統(tǒng)供電突然丟失時(shí),硬盤(pán)本身的控制器能自動(dòng)探測(cè)到這個(gè)變化,然后強(qiáng)迫磁頭停止當(dāng)前讀寫(xiě)指令的執(zhí)行,并使磁頭正常歸位.這個(gè)設(shè)計(jì)大大加強(qiáng)了硬盤(pán)在意外斷電情況下的安全系數(shù)。 所以,盤(pán)片損傷的可能性其實(shí)是極低的。但這并不意味著熱插拔硬盤(pán)是毫無(wú)危險(xiǎn)的。因?yàn)殚_(kāi)機(jī)狀態(tài)下帶電插拔硬盤(pán),都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的沖擊電流,過(guò)去我們認(rèn)為這是造成硬盤(pán)帶電插拔損壞的罪魁禍?zhǔn)住H欢聦?shí)上,硬盤(pán)電源接口電路對(duì)這種瞬間電流的變化的寬容度是比較大的,絕大多數(shù)時(shí)候并不會(huì)導(dǎo)致硬盤(pán)電路板被燒毀。真正的危險(xiǎn)來(lái)自于硬盤(pán)的數(shù)據(jù)線(xiàn)! 在帶電狀態(tài)下插拔硬盤(pán)數(shù)據(jù)線(xiàn),數(shù)據(jù)線(xiàn)上也會(huì)產(chǎn)生不正常的瞬間電流和壓降,導(dǎo)致多個(gè)精密控制芯片被燒毀,這才是真正的“硬盤(pán)殺手”。

因此,只要我們能保證插拔電源線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的順序正確,即“插”硬盤(pán)的時(shí)候先接數(shù)據(jù)線(xiàn),后接電源線(xiàn);“拔”硬盤(pán)的時(shí)候正相反,先拔電源線(xiàn),后拔數(shù)據(jù)線(xiàn)。這樣,硬盤(pán)熱插拔就不是天方夜譚!

熱插拔熱插拔

 

應(yīng)該感謝微軟!是它把Windows操作系統(tǒng)的硬件在線(xiàn)識(shí)別和即時(shí)禁用功能做得如此完美,才讓硬盤(pán)熱插拔并且即插即用成為可能。首先,Windows系統(tǒng)可以繞過(guò)系統(tǒng)BIOS的設(shè)置,自行管理所有硬件,這是硬盤(pán)即插即用的第一要素。此外,在Windows設(shè)備管理器的“操作”菜單中,有一個(gè)“掃描檢測(cè)硬件改動(dòng)(A)”功能。當(dāng)硬盤(pán)在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下被插到系統(tǒng)中后,運(yùn)行這個(gè)掃描檢測(cè)功能,就能使新硬盤(pán)被操作系統(tǒng)識(shí)別并且正常使用。而在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下拔出硬盤(pán)前,由于Windows會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和向硬盤(pán)寫(xiě)數(shù)據(jù),因此必須先將這個(gè)設(shè)備卸載,以使操作系統(tǒng)停止一切對(duì)該硬盤(pán)的操作,這時(shí)就可以安全地拔下硬盤(pán)了。

熱插拔 - 電路設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證以上觀(guān)點(diǎn),筆者親手操作了一下,以下是操作步驟:將硬盤(pán)的跳線(xiàn)設(shè)置到CS(Cable Select,電纜選擇)狀態(tài),插上硬盤(pán)數(shù)據(jù)線(xiàn)和電源線(xiàn),在設(shè)備管理器的“操作”菜單中掃描檢測(cè)硬件改動(dòng),完成之后,新硬盤(pán)即可以開(kāi)始正常操作了。

熱拔的步驟與此類(lèi)似,先在設(shè)備管理器中找到該硬盤(pán)選擇“卸載”,再將電源線(xiàn)拔下,確定硬盤(pán)已經(jīng)停轉(zhuǎn)后,即可拔下數(shù)據(jù)線(xiàn)。至此,硬盤(pán)被徹底熱拔除。

由于是帶電插拔,瞬間電流和電壓的變化,有可能導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī),但熱插拔硬盤(pán)經(jīng)筆者的長(zhǎng)期操作驗(yàn)證從未導(dǎo)致過(guò)硬盤(pán)燒毀。不過(guò)這畢竟是非常規(guī)的硬盤(pán)安裝和使用方法,硬盤(pán)存在熱插拔和即插即用的可行性,但普通用戶(hù)最好不要輕易模仿!

一般的外設(shè),像軟驅(qū)、光驅(qū)甚至是硬盤(pán)都可以使用熱插拔,在安裝時(shí)記住要先插數(shù)據(jù)線(xiàn),后插電源線(xiàn),拆下時(shí)剛好相反,只要您注意步驟正確,完全就可以把熱插拔玩弄于股掌之間。

不過(guò)在硬盤(pán)熱插拔時(shí)要注意,一定要使用同一個(gè)型號(hào)的硬盤(pán),因?yàn)槟脖P(pán)的型號(hào)數(shù)據(jù)還存儲(chǔ)在主板的BIOS里,這個(gè)是無(wú)法修改的,而軟驅(qū)、光驅(qū)就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題了,您可以大膽的使用熱插拔。