计算机接口标准进入世代交替

本文作者:admin       点击: 2005-02-05 00:00
前言:
序列化界面风潮蔓延
在Intel主导下,计算机架构屡经变革,每次的世代交替总是引发产业面貌的洗牌。序列式总线架构如PCI Express与SATA(Serial ATA)接口规格的推出,可说是近几年来计算机产业的大事;关联的厂商涵盖连接器、主机板、适配卡、,芯片组、储存装置、PC与服务器等零组件与系统厂商,规模之大可由PCI SIG会员达到900多家厂商可见一斑(参见www.pcisig.org)。PCI-Express就犹如是巅覆PCI接口主机板的主角,在储存接口方面则出现多头并进的局面:SATA以必然取代传统ATA储存接口之势,适用于新一代个人计算机和低级服务器系统;而企业用服务器与工作站的接口,也走向序列化趋势,Serial Attached SCSI(SAS)隐然是取代传统平行式SCSI储存接口的新趋势。不过,长期趋势观之,一旦SATA在功能上补强中高阶服务器的特点,SATA与SAS两者相互整合之势也令业界期待。

第二代接口规格问世
无论是PCI Express、SAS或SATA,为追求效能的提升,产业推动联盟制定规格的脚步不曾稍歇。PCI Express这项跨桌上型计算机、移动装置、企业与通信平台应用广泛的I/O连结技术,目前的传输量每秒可达2.5Gb,在2004年12月中旬,PCI SIG进一步宣布下一版本PCI Express的规格—将使未来的I/O连接架构达到每秒5G的数据传输量,以因应计算机与通信产业应用的系统需求.新版规格预计在2005年中发表,希望在2007年中有相关应用产品推出市场。现行为3 Gb/sec数据传输率的SAS,下一代版本亦将达6Gb/sec。至于在SATA方面,已经由SATAI版本升级为SATAII,达1.5/3.0 Gbps的传输率。
简单来说,目前的parallel SCSI虽然有着比ATA高的频宽,但是当一条SCSI排线上面串接多颗硬盘时,频宽就会被分享掉。例如150Mb的SCSI排在线如果接了两个硬盘,每一颗个盘的频宽就只剩下75Mb;外接装置愈多,单一所能分享到的频宽就愈少。但是SAS就不一样了,不仅频宽更高,而且在同一条排在线的每一颗硬盘之间不需要分享频宽,一律使用300Mb。所以在企业端的磁盘阵列上使用SAS RAID(磁盘阵列),可以带来的效能提升是非常明显的;至于SATA RAID,则是设定在消费PC或是家庭使用这种环境下应用的技术。不过由于SATA RAID还是比现有的SCSI RAID好用,而且每一部碟机的成本便宜许多,因此可以预见的是,SATA RAID会取代掉现有的SCSI RAID,而SAS RAID则应用在中小企业数据中心。
   
储存接口龙头策略动向
放眼储存接口技术业界,LSI LOGIC堪称是个中龙头。该公司一直力推RAID on Motherboard(ROMB)与RAID on a Chip(ROC)概念,以MegaRAID方案成功将RAID功能导入PC与服务器产品设计中,2003年又与Intel共同以PCI Express技术,协力开发Extend MegaRAID解决方案。多管齐下是LSI LOGIC储存业务的发展策略,一方面积极支持如SATAII这类新兴接口技术,另一方面也对固有产品技术的开发相当积极。LSI LOGIC现提供的接口方案包括PCI-Express、PCI-X、SAS、SATA/ATA,SCSI,Fibre Channel以及iSCSI等,相当完备。
LSI的RAID Storage Adapters部门副总裁暨总经理Phil Bullinger表示,该公司将是第一家全面支持SATA新特性—SATA II解决方案的厂商,包括:NCQ指令集技术、每端口高达3Gb/sec的传输速率,以及多点传输等,瞄准略具规模、对成本敏感度极高的入门级中阶服务器和网络储存应用。这是目前唯一支持BBU (Battery Backup Unit,电池备援单元)的SATA II产品,不但效能更佳,甚至足以挑战同业的SATA I价格,极具竞争力。
2003年7月间LSI便与Seagate及Maxtor展示SAS(Serial Attached SCSI,序列连接SCSI接口)原型设计,并陆续创下诸多业界第一的辉煌记绿:不仅率先发表并通过验证SAS控制器、发表全功能的SAS HBA(主控端配接卡)样品、交付SAS扩充卡给OEM厂商,LSI更于2004年5月推出SAS接口的RAID储存转接器,已明显对SCSI接口为主的局面造成冲击。
   
结语:SAS与SATA相互辉映
SAS (Serial Attached SCSI,序列连接SCSI接口)是次世代SCSI接口,目的在于提升储存系统的性能、延展性及可靠度,同时提供与大容量SATA硬盘和双端口、高性能SAS硬盘的兼容性,主要锁定服务器和工作站市场。相对于SATA只限于主机板芯片,HBA(host bus adapters;主总线转接器)由于可极小化SAS和SATA控制器的差距,将聚焦于SAS多模的应用。同时因其优异的弹性和连接性,外接式市场亦甚被看好。
而SATA (Serial ATA)的前景主要缘于对企业级需求的扩展,以及对SCSI汰换演进之姿。特别是其采用原生命令队列(native command queuing; NCQ)指令集技术的特性,由于NCQ为一业界通用的标准规格,透过硬盘韧体、主机板控制器以及操作系统三者的相互配合,可以在不增加预算的情况下提高硬盘效能约30%,并可支持Windows XP、Linux等多种操作系统。如此一来,所牵动的庞大商机势必甚为可观。
SATA II藉由多处理器的帮助,NCQ可赋予硬设备决定数据传输需求顺位的能力,以使传输效率达到最大;此外,多埠传输技术,可利用一个简单的集线器扩大效果,减缓数据壅塞情形,可大幅促进多个装置间的连接性。而支持SCSI或光纤信道数组的SAF-TE和SES管理,可改善SATA储存子系统的功能;以SAF-TE命令协议来和储存箱体处理器(storage enclosure processor, SEP)沟通。