什么是热插拔

时间：2024-08-13 10:21:33 晓凤名词解释我要投稿

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什么是热插拔

　　日常生活中，我们会接触不少的词语知识，每个词语都有它对应的意思解释，下面小编为大家整理了什么是热插拔相关内容，希望对大家有帮助。

　　热插拔的介绍

　　热插拔（hot-plugging或Hot Swap）功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等，例如一些面向高端应用的磁盘镜像系统都可以提供磁盘的热插拔功能。

　　具体用学术的说法就是：热替换（Hot replacement）、热添加（hot expansion）和热升级（hot upgrade），而热插拔最早出现在服务器领域，是为了提高服务器用性而提出的，在我们平时用的电脑中一般都有USB接口，这种接口就能够实现热插拔。如果没有热插拔功能，即使磁盘损坏不会造成数据的丢失，用户仍然需要暂时关闭系统，以便能够对硬盘进行更换，而使用热插拔技术只要简单的打开连接开关或者转动手柄就可以直接取出硬盘，而系统仍然可以不间断地正常运行。

　　实现热插拔需要有以下几个方面支持：总线电气特性、主板BIOS、操作系统和设备驱动。那么我们只要确定环境符合以上特定的环境，就可以实现热插拔。目前的系统总线支持部分热插拔技术，特别是从586时代开始，系统总线都增加了外部总线的扩展，因此这方面我们的顾虑可以消除。从1997年开始，新的BIOS中增加了即插即用功能的支持，虽然这种即插即用的支持并不代表完全的热插拔支持，仅支持热添加和热替换，但这是我们热插拔中使用最多的技术了，所以主板BIOS这个问题也可以克服了。在操作系统方面，从Windows95开始就开始支持即插即用，但对于热插拔支持却很有限，直到NT 4.0开始，微软开始注意到NT操作系统将针对服务器领域，而这个领域中热插拔是很关键的一个技术，所以操作系统中就增加了完全的热插拔支持，并且这个特性一直延续到基NT技术的Windows 2000/XP操作系统，因此只要使用NT4.0以上的操作系统，热插拔方面操作系统就提供了完备的支持。驱动方面，目前针对Windows NT，Novell的Netware，SCO UNIX的驱动都把热插拔功能整合了进去，只要选择针对以上操作系统的驱动，实现热插拔的最后一个要素就具备了。

　　通常来说，一个完整的热插拔系统包括热插拔系统的硬件，支持热插拔的软件和操作系统，支持热插拔的设备驱动程序和支持热插拔的用户接口。见下图。

　　我们知道，在普通电脑里，USB（通用串行总线）接口设备和IEEE 1394接口设备等都可以实现热插拔，而在服务器里可实现热插拔的部件主要有硬盘、CPU、内存、电源、风扇、PCI适配器、网卡等。购买服务器时一定要注意哪些部件能够实现热插拔，这对以后的工作至关重要。

　　功能特点

　　热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，热插拔功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等，例如一些面向高端应用的磁盘镜像系统都可以提供磁盘的热插拔功能。具体用学术的说法就是：热替换（Hot replacement）、热添加（hot expansion）和热升级（hot upgrade）。热插拔技术是实现电源连续运行和不停机维护的关键技术。对电源设备关键部件进行冗余备份，并在不中断系统工作的条件下更换出故障的电源和对系统进行扩容，是提高电源系统可靠性最有效的方法，因此电源的热插拔技术受到越来越多的关注。

　　热插拔功能在电源设计中是非常重要的。在采用故障容限电源架构的应用系统中，都要求带有热插拔功能以满足零停机时间的要求。在热插拔过程中，热插拔功能要避免电压、电流产生明显波动。

　　热插拔最早出现在服务器领域，是为了提高服务器易用性而提出的。在我们平时用的电脑中一般都有USB接口，这种接口就能够实现热插拔。如果没有热插拔功能，即使磁盘损坏不会造成数据的丢失，用户仍然需要暂时关闭系统，以便能够对硬盘进行更换。

　　而使用热插拔技术只要简单的打开连接开关或者转动手柄就可以直接取出硬盘，而系统仍然可以不间断地正常运行。

　　原理介绍

　　根据热插拔的定义，热插拔应该包括电源热插拔和信号热插拔两方面。

　　要实现电源热插拔，就是要将电源母线上的瞬态浪涌电流控制在比较低的水平。当可更换电源模块加入电源热插拔设计时，电源母线上的瞬态浪涌电流被限制在一个较低的水平，同时也不会造成整个系统电压下降，避免了热插拔过程给电源系统带来的危害，从而实现电源热插拔的目的。

　　由此可见，电源热插拔功能主要通过限流来实现。实现方法主要有两种:一种是PTC电阻 (正温度系数热敏电阻) 限流，PTC电阻依靠本身的电流发热改变阻抗，从而降低电流的幅度，其缺点是反应速度慢，而且长时间使用会影响使用寿命；另一种是MOS管通断法，此方法反应速度快，使用寿命长。

　　信号热插拔的目的是将信号线与系统处理器进行适当“隔离”，并在模块断电之前终止一切通信。当电源模块没有加入信号热插拔设计时，信号线上产生瞬变电压，可能导致系统通信异常。当加入信号热插拔设计后，瞬变电压被限制在合理水平，并预先通知系统处理器终止通信任务，实现信号热插拔。目前，信号热插拔功能主要通过信号线串联缓冲器来实现。

　　优点

　　系统中加入热插拔的好处包括：

　　在系统开机情况下将损坏的模块移除，还可以在开机情况下做更新或扩容而不影响系统操作。

　　由于热插拔零件的可靠度提升，还可以将它们用做断电器，而且因为热插拔能够自动恢复，有很多热插拔芯片为系统提供线路供电情况的信号，以便系统做故障分析，因此减少了成本。

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