序列ATA（Serial ATA, SATA）及序列连结SCSI（Serial Attached SCSI, SAS）两种新兴的序列技术，已逐渐取代行之有年的并行接口技术。同时，虽然光纤信道（Final Channel, FC）技术在企业储存市场中仍占有优势，但SAS技术也将在此市场中拥有一席之地。
虽然如此，在OEM厂商和客户找到下一代SAS和SATA存储产品之前，仍须面临许多挑战。首先，SAS和SATA的众多供货商必须真正实现高度互通性的目标以及效能提升的蓝图。其次，OEM厂商必须接受并信任该项新技术，且经销商提供的SAS和SATA产品必须满足客户对于成本、性能、易用性方面的期望。最后，SAS与SATA必须在现有磁盘接口与光纤信道存储互联技术之间找到属于自己的市场定位。
本文将分成上下两集，分别介绍企业存储市场发展的最新趋势、新兴的序列接口技术，以及未来序列存储技术将面临的挑战及机会。
企业储存市场的最新发展趋势
运算系统的整体效能取决于其处理器、存储设备与互连技术的能力。对于磁光存储系统而言，这些能力包括整体容量与可靠性，以及数据存储与存储的速度。因此，存储技术的改善对于整体的系统效能是至关重要的。
不断提高的储存效能需求
数字图像、声音与影片等新兴信息来源，需要高容量且高效能的磁盘存储设备。此类多媒体需求正逐渐的跨越传统娱乐的界限，各种产业对于存储效能的要求正不断提高，其中也包括利用网络存储X光，以及其它医学图像的医疗保健等行业。
传统的商务系统也需要更强大的存储效能。在供应链、客户管理、远程服务以及销售业务互连工作的世界里，企业积累了比以往更多的资料。此外，更严谨的管理规章也要求企业的交易数据以及其它运作数据（例如电子邮件，简报，备忘录等）能快速被内、外部人员（稽核人员与管理者）存取。
根据市场分析机构IDC的预估，上述的工作负荷将不断推动公司对于数据存储的需求，而未来几年内，这类需求将在每18－24个月内以倍数成长，促使IT经理寻求最有效的存储方式。
新兴数据型态：参考数据
以往，企业交易数据（transactional data）集通常会在特定的检查点进行读取、修改以及重写。例如，公司的总账每天或每周进行更新。这类像是公司的现金流量、原料库存以及最终产品库存等数据，随时都在改变。
反之，参考数据（reference data）则是在第一次写入后就不再改变，电子邮件是一个很好的例子。邮件在写完后就保持原样，它需要不断增加的存储空间，且必须在未来仍保持可被存取的状态。此外，还包括其它正逐渐浮现的参考数据类型，例如先前提到的X光图像，以及图片、声音与影片数据。这些新型态的数据正加入传统数据的行列，成为企业存储的标的物。
在效能（例如数据存取的速度）与容量之间取得平衡的过程中，参考数据需要较多的存储空间，但对系统效能方面则要求较低，这与交易数据形成了鲜明对比。在交易处理数据中，数据集的读/写次数经常有可能限制了整体的系统效能。
企业存储需求
为满足企业的存储需求，IT建构人员正在寻找具扩充性、高度可用性，且能保存数据完整性的产品：
● 为了增加扩充性，存储子系统以硬盘机（Hard Disk Drives, HDDs）阵列的型态组成。透过在增加阵列中的硬盘机，便可增加存储容量。储存阵列可直接附加于工作站和服务器，或是通过网络附加。不论是网络连接存储（Network Attached Storage, NAS）及存储局域网络（Storage Area Network, SAN）的群组存储系统，都加强了存储阵列以便维护，并促进更多应用。
● 数据完整性受到RAID等冗余存储技术（Redundant Storage Techniques）的影响。同样的数据被写入至一个以上的硬盘机，因此即使其中一台硬盘出现故障，存储在另一台备用硬盘机的数据也能受到完整的保护。
● 冗余技术也能同时解决可用性的需求，除了处理硬盘故障之外，还可协助更换出错硬盘机的热拔插，并自动再生复制的数据。
存储效能与容量需求
存储效能的需求会随着工作量的不同而改变，且经常必须与容量需求进行取舍。以往，存储效能是以支应交易数据的处理工作负荷能力，以及每秒钟输入/输出（Input/Output per Second, IOPS）两项变量衡量。虽然每次交易所需的数据量相对较小，但大型交易工作的IOPS通常会非常可观。
与交易数据相比，参考数据的工作负荷对于容量的需求远超过其对于效能的需求。除了IOPS之外，IT规划人员还须考虑存储成本，以及偶尔存取大型数据集的成本。因此，对于参考数据的工作负荷而言，存储需求将会从读写数据的速度转为容量成本，其中也包括数据中心的存储面积在内。
硬盘接口：ATA、SCSI及光纤信道
硬盘机若由主机设备的接口进行划分，则可分为ATA、SCSI及光纤信道等接口标准。图1显示不同接口类型硬盘机在所有应用市场中所占的相对比例。由于ATA在台式机与笔记本电脑运算中被大量运用，因此其在市场上占有的比例也特别高。
然而，仔细观察磁盘驱动器在企业储存解决方案中所占的市场比例，就会出现一个截然不同的市场。如图2所示，采用SCSI与光纤信道接口的产品，在企业级存储市场中占了主要地位，而ATA则有逐渐成长的趋势。虽然光纤信道在企业存储市场中的比例小于SCSI，但仍有必要深入了解其安装基地的规模。
传统的ATA与SCSI磁盘接口以并行方式连接，且在安装多个硬盘机时需共享接口。光纤信道磁盘驱动器接口是一种以共享存取的仲裁回路拓扑（shared-access arbitrated loop topology）。如表1所示，当光纤信道磁盘驱动器通过回路交换器连接时，就能提供了端对端（port-to-port）的接口。ATA和SCSI的传输速率在过去几年中提高了许多倍，但一般预估其发展已经到达瓶颈，不会再有进一步的发展。然而，虽然SCSI接口的3.2Gbps传输速率比光纤信道还快，但因为采用共享总线架构，一旦连接多个硬盘机，其总线带宽将很快地被消耗完毕。因此，光纤回路交换器及SAS扩充器等端对端架构的出现，将能够解决此项瓶颈，从而减低接口速率的重要性。表一所示显示ATA、SCSI及光纤信道协议的重要特性。
表2显示典型桌上级与企业硬盘机的技术特性。由图表中可以看出，较高效能的SCSI和光纤信道接口一般被应用在企业存储系统，而ATA接口则在台式电脑占了主要地位。在负荷较重的企业级应用中，与数据传输速率成比例的主轴转速需要较高的速度。而桌上级硬盘则有较大的磁盘板型与较高的容量。
桌上型与企业级硬盘机的平均失效时间（mean time between failure, MTBF）有极大差距，这项特性促使某些硬盘机厂商创造出一种介于台式机与企业级之间的硬盘机产品。但是这些产品与原有产品的主要差别仅止于MTBF与保固，以及较高的单位成本（$/GB）。
企业存储走向新一代序列连结技术
由于并行接口在企业应用上受到诸多限制，业界便积极发展新型态的序列连结技术，以取代现行的并行接口技术。在磁盘驱动器接口的发展上，目前正有两种新兴的序列接口正在逐渐取代两种古老的并行接口：ATA接口将会被SATA技术所取代，而SCSI则会由SAS技术所取代。这些新型端对端技术提供更大的专属带宽以及更小的连接器，SAS技术也能同时支持SAS和SATA磁盘驱动器。
虽然光纤信道接口技术仍持续在企业级存储市场中继续占有优势，尤其是存储局域网络市场。但是，我们相信SAS技术也将在此市场中占有一席之地。SAS与SATA磁盘驱动器将出现在存储中端市场之中，同时SATA磁盘驱动器将全面取代任何用于PC、工作站和低级服务器的ATA接口磁盘驱动器。
在下集篇幅中，我们将会进一步介绍SAS及SATA两种新兴的序列连结存储技术，其于企业市场方面的应用，以及所面临的机会及挑战。
虽然如此，在OEM厂商和客户找到下一代SAS和SATA存储产品之前，仍须面临许多挑战。首先，SAS和SATA的众多供货商必须真正实现高度互通性的目标以及效能提升的蓝图。其次，OEM厂商必须接受并信任该项新技术，且经销商提供的SAS和SATA产品必须满足客户对于成本、性能、易用性方面的期望。最后，SAS与SATA必须在现有磁盘接口与光纤信道存储互联技术之间找到属于自己的市场定位。
本文将分成上下两集，分别介绍企业存储市场发展的最新趋势、新兴的序列接口技术，以及未来序列存储技术将面临的挑战及机会。
企业储存市场的最新发展趋势
运算系统的整体效能取决于其处理器、存储设备与互连技术的能力。对于磁光存储系统而言，这些能力包括整体容量与可靠性，以及数据存储与存储的速度。因此，存储技术的改善对于整体的系统效能是至关重要的。
不断提高的储存效能需求
数字图像、声音与影片等新兴信息来源，需要高容量且高效能的磁盘存储设备。此类多媒体需求正逐渐的跨越传统娱乐的界限，各种产业对于存储效能的要求正不断提高，其中也包括利用网络存储X光，以及其它医学图像的医疗保健等行业。
传统的商务系统也需要更强大的存储效能。在供应链、客户管理、远程服务以及销售业务互连工作的世界里，企业积累了比以往更多的资料。此外，更严谨的管理规章也要求企业的交易数据以及其它运作数据（例如电子邮件，简报，备忘录等）能快速被内、外部人员（稽核人员与管理者）存取。
根据市场分析机构IDC的预估，上述的工作负荷将不断推动公司对于数据存储的需求，而未来几年内，这类需求将在每18－24个月内以倍数成长，促使IT经理寻求最有效的存储方式。
新兴数据型态：参考数据
以往，企业交易数据（transactional data）集通常会在特定的检查点进行读取、修改以及重写。例如，公司的总账每天或每周进行更新。这类像是公司的现金流量、原料库存以及最终产品库存等数据，随时都在改变。
反之，参考数据（reference data）则是在第一次写入后就不再改变，电子邮件是一个很好的例子。邮件在写完后就保持原样，它需要不断增加的存储空间，且必须在未来仍保持可被存取的状态。此外，还包括其它正逐渐浮现的参考数据类型，例如先前提到的X光图像，以及图片、声音与影片数据。这些新型态的数据正加入传统数据的行列，成为企业存储的标的物。
在效能（例如数据存取的速度）与容量之间取得平衡的过程中，参考数据需要较多的存储空间，但对系统效能方面则要求较低，这与交易数据形成了鲜明对比。在交易处理数据中，数据集的读/写次数经常有可能限制了整体的系统效能。
企业存储需求
为满足企业的存储需求，IT建构人员正在寻找具扩充性、高度可用性，且能保存数据完整性的产品：
● 为了增加扩充性，存储子系统以硬盘机（Hard Disk Drives, HDDs）阵列的型态组成。透过在增加阵列中的硬盘机，便可增加存储容量。储存阵列可直接附加于工作站和服务器，或是通过网络附加。不论是网络连接存储（Network Attached Storage, NAS）及存储局域网络（Storage Area Network, SAN）的群组存储系统，都加强了存储阵列以便维护，并促进更多应用。
● 数据完整性受到RAID等冗余存储技术（Redundant Storage Techniques）的影响。同样的数据被写入至一个以上的硬盘机，因此即使其中一台硬盘出现故障，存储在另一台备用硬盘机的数据也能受到完整的保护。
● 冗余技术也能同时解决可用性的需求，除了处理硬盘故障之外，还可协助更换出错硬盘机的热拔插，并自动再生复制的数据。
存储效能与容量需求
存储效能的需求会随着工作量的不同而改变，且经常必须与容量需求进行取舍。以往，存储效能是以支应交易数据的处理工作负荷能力，以及每秒钟输入/输出（Input/Output per Second, IOPS）两项变量衡量。虽然每次交易所需的数据量相对较小，但大型交易工作的IOPS通常会非常可观。
与交易数据相比，参考数据的工作负荷对于容量的需求远超过其对于效能的需求。除了IOPS之外，IT规划人员还须考虑存储成本，以及偶尔存取大型数据集的成本。因此，对于参考数据的工作负荷而言，存储需求将会从读写数据的速度转为容量成本，其中也包括数据中心的存储面积在内。
硬盘接口：ATA、SCSI及光纤信道
硬盘机若由主机设备的接口进行划分，则可分为ATA、SCSI及光纤信道等接口标准。图1显示不同接口类型硬盘机在所有应用市场中所占的相对比例。由于ATA在台式机与笔记本电脑运算中被大量运用，因此其在市场上占有的比例也特别高。
然而，仔细观察磁盘驱动器在企业储存解决方案中所占的市场比例，就会出现一个截然不同的市场。如图2所示，采用SCSI与光纤信道接口的产品，在企业级存储市场中占了主要地位，而ATA则有逐渐成长的趋势。虽然光纤信道在企业存储市场中的比例小于SCSI，但仍有必要深入了解其安装基地的规模。
传统的ATA与SCSI磁盘接口以并行方式连接，且在安装多个硬盘机时需共享接口。光纤信道磁盘驱动器接口是一种以共享存取的仲裁回路拓扑（shared-access arbitrated loop topology）。如表1所示，当光纤信道磁盘驱动器通过回路交换器连接时，就能提供了端对端（port-to-port）的接口。ATA和SCSI的传输速率在过去几年中提高了许多倍，但一般预估其发展已经到达瓶颈，不会再有进一步的发展。然而，虽然SCSI接口的3.2Gbps传输速率比光纤信道还快，但因为采用共享总线架构，一旦连接多个硬盘机，其总线带宽将很快地被消耗完毕。因此，光纤回路交换器及SAS扩充器等端对端架构的出现，将能够解决此项瓶颈，从而减低接口速率的重要性。表一所示显示ATA、SCSI及光纤信道协议的重要特性。
表2显示典型桌上级与企业硬盘机的技术特性。由图表中可以看出，较高效能的SCSI和光纤信道接口一般被应用在企业存储系统，而ATA接口则在台式电脑占了主要地位。在负荷较重的企业级应用中，与数据传输速率成比例的主轴转速需要较高的速度。而桌上级硬盘则有较大的磁盘板型与较高的容量。
桌上型与企业级硬盘机的平均失效时间（mean time between failure, MTBF）有极大差距，这项特性促使某些硬盘机厂商创造出一种介于台式机与企业级之间的硬盘机产品。但是这些产品与原有产品的主要差别仅止于MTBF与保固，以及较高的单位成本（$/GB）。
企业存储走向新一代序列连结技术
由于并行接口在企业应用上受到诸多限制，业界便积极发展新型态的序列连结技术，以取代现行的并行接口技术。在磁盘驱动器接口的发展上，目前正有两种新兴的序列接口正在逐渐取代两种古老的并行接口：ATA接口将会被SATA技术所取代，而SCSI则会由SAS技术所取代。这些新型端对端技术提供更大的专属带宽以及更小的连接器，SAS技术也能同时支持SAS和SATA磁盘驱动器。
虽然光纤信道接口技术仍持续在企业级存储市场中继续占有优势，尤其是存储局域网络市场。但是，我们相信SAS技术也将在此市场中占有一席之地。SAS与SATA磁盘驱动器将出现在存储中端市场之中，同时SATA磁盘驱动器将全面取代任何用于PC、工作站和低级服务器的ATA接口磁盘驱动器。
在下集篇幅中，我们将会进一步介绍SAS及SATA两种新兴的序列连结存储技术，其于企业市场方面的应用，以及所面临的机会及挑战。
