现今企业在存储方面经历前所未有的需求，却又同时受到IT预算的限制。能够提供符合企业存储扩充效能的串行数据传输技术，正快速向磁盘驱动器互联技术迈进，预期在不久的未来将会全面取代现有的并行架构。
在过去一向为桌上型计算机存储配备的并行ATA(Parallel ATA)磁盘驱动器，现在已被串行ATA (Serial ATA, SATA)磁盘驱动器所取代，不但提高了磁盘驱动器的效能标准，也在维持相同价格的情况下，除去了大量的电缆线。专为企业存储功能设计、更为新颖的SATA磁盘驱动器，为企业提供足以媲美光纤信道(Fiber Channel, FC)及SCSI磁盘驱动器的存储可靠度。
与SATA演进有异曲同工之妙的是串行连结SCSI(Serial Attach SCSI, SAS)磁盘驱动器的出现。外型小巧(仅2.5英寸)的SAS磁盘驱动器，不但拥有更好的I/O输出率及提升的可靠度，同时其扩充能力亦远远超越传统并行SCSI磁盘驱动器。
能够同时支持SAS与SATA磁盘驱动器，而无需任何其它连接的高效能SAS基础架构，使企业能够提供多样化的存储解决方案选择。这也是在企业运算史上，IT管理人员首度得以针对不同存储与应用需求，在同一基础架构内混合运用不同技术架构的存储磁盘驱动器。此项突破为OEM与系统整合商提供了绝佳的机会，能够运用一般基础架构来满足广泛的客户需求。
快速扩充的企业存储需求
许多因素加快了企业存储成长的脚步，同时也使得科技公司必须不断因应来自各种型态客户的需求。而这些需求可粗略区分为下列几种：
● 更高的存储容量：企业对于存储容量日益增加的要求来自于下列几种新兴领域，包括多媒体、企业资源规划(Enterprise Resource Planning, ERP)应用、不断增加的法令规章，以及对于备份及数据复原功能的日渐重视。
● 低成本存储：在容量需求不断增加的同时，企业的IT预算却无法跟着追加。许多情况下，传统的存储局域网络(Storage Area Network, SAN)基础架构太过昂贵，以致于无法符合日渐增加的需求。取而代之的是可提供同等可靠度与效能的低成本替代方案。
● 可扩充的存储空间：与以往不同，现今企业的IT组织常被要求发展出一套可随着业务成长延伸的基础架构。在许多情况下，IT管理人员在扩充基础架构时，仍经常必须被迫在低成本或高效能间，面临困难的抉择。
● 高效能存储：ERP、电子商务、数据仓储及企业网格运算等新兴企业需求不仅需要更高效能，更必须在不影响效能的情况下进行备份数据。
现今企业存储解决方案
存储业界目前提供3种不同成本与效能的硬盘机选择：FC、SCSI/SAS及SATA(详见表1)。
1. 少量购买的价格为近似值(购买少于10K)，且依效能、可靠度与尺寸而有所改变。
2. 小尺寸(2.5英寸)装置价格包括移动SATA磁盘驱动器，通常有40%+$/GB的加价。
基本上，不同的存储技术能够为不同需求市场带来不同的优势，可惜的是，这些技术若无价格高昂的连接技术，是无法兼容在同一个基础架构内。这使得企业仅能受限于某一项技术，同时扩充能力也被局限。
FC与SCSI系统能够提供高效能的选择方案，多用于专为高使用度的重要应用程序设计的主机错误复原支持技术。FC与SCSI使用过去20年来受到企业认可的中介软件的共同指令架构。在每秒交易次数(transactions-per-second)非常重要的环境，或者能在工作量极大的状况下保持低震动性的强壮结构下，这些磁盘驱动器就显得相形重要。数以百计的磁盘驱动器能在不影响效能、数据供应能力或数据可靠度的情况下协力运作。不仅如此，这些中介软件应用程序都经过企业认可，提供低风险的存储方式。
随着企业数据量的增加，新的存储应用也应运而生，使用者需要更低成本的替代方案，尤其是那些不需经常存取的数据。无需经常存取存储的应用，如档案封存、系统备份与数据参考等，都可善用低成本存储技术。
此外，SATA磁盘驱动器拥有比并行ATA更佳的可靠度，包括更高的磁盘驱动器平台可靠度、错误修正、队列及跳线开关的去除等新的优点，这些优点使得SATA得以进入企业应用，发挥其作为网络服务器及备援磁盘阵列(RAID)存储的功能。另外，厂商除去了体积庞大的排线，在SATA插头里增加了许多企业环境所要求的热机切换(hot-swapping)功能。由此可见，SATA磁盘驱动器通过提高并行ATA磁盘驱动器原先的效能标准来支持这些应用环境，但是仍然保持桌上型计算机量产配备的价格，而这正是SATA磁盘驱动器最大的优势之一。
串行技术的革命
● 串行数据传输终将取代并行数据传输
传统上，并行传输的工程挑战包括串音、接地弹跳、振铃与时序差异等。然而，随着数据传输速度的增加，这些挑战已变得越来越难克服，同时也已达到并行技术能够负荷的上限。当磁盘驱动器转速加快、数据密度增加时，磁盘驱动器电子产品与控制卡间的接口也必须能应付更快的数据传输，这时惟一的办法就是使用串行数据传输技术。
串行磁盘驱动器技术的普及程度，已逐渐与SAN与网络连结存储(Network Attached Storage, NAS)环境所使用的互联技术不相上下。而在SAN与NAS环境中，互联技术必须能满足距离与存储整合方面的需求。然而，这种用途只占了磁盘驱动器20%的互联使用率，而目前市场上已发现若在要求提升系统可靠度、减少缆线拥塞(在缆线为必需的情况下)，与扩充基础架构以便更快速的存取更多数据的情况下，则端对端串行架构势在必行。
目前大部分装设于企业内的存储基础几乎都是并行技术，且这种趋势极有可能会持续一阵子。大部分的磁盘驱动器供货商预估，未来几年在技术上仍须继续支持并行SCSI与ATA磁盘驱动器的企业端客户。然而，这些装置并非完全没有问题，尤其当存储系统扩充大幅超过原先的规划时，有些装置已经因为并行数据传输上的限制而产生问题，同时也随着数据传输速度的增加而变得更难管理。其它装置也因为对于数据存储环境的要求日益增加而产生扩充方面的问题。因此，许多企业现在了解到必他们必须加快脚步转移到串行接口技术，以应付日益升高的业务压力，以及其对存储基础架构上逐渐增加的需求。
● 串行的选择
1. Fibre Channel(光纤信道)
光纤信道磁盘驱动器向来皆采用串行技术，而运作速度达4 Gbps的光纤信道系统已于2005年下半年出货；8 Gbps的产品计划也已获得光纤信道产业协会(FCIA)的认可。
光纤信道磁盘驱动器通常应用于外接式存储子系统，存储子系统通过光纤信道SAN连接到主机上。虽然界面是以同样的标准为基础，但随着应用内容的不同而有不同的特性，例如子系统是连接至SAN，或是连接至磁盘驱动器。主机总线适配卡(Host Bus Adopter, HBA)为主要运用于主机连接的方式，通过光纤信道开关，在到达外接式存储次系统前进行沟通。在基础设备代价不菲的情况下，使用者仍可在许多分散的主机间自由且快速地分享数据。同时，双端口光纤信道接口所提供错误回复能力，是SAS等其它接口才刚要开始发展的领域。
2. SAS──磁盘驱动器于2005年中上市
2.5英寸SAS产品的崛起，将新一代高效能、高使用度RAID系统的高度缩减至1U大小。磁盘驱动器接口速度的提升，加上比并行SCSI更优异的扩充能力，让使用者可快速增加存储容量，同时也提供比目前并行接口更佳的投资保护。
此外，市场分析也预测2006年SAS磁盘驱动器的装设率将会提高，在SCSI的整体出货量也将占有极大的比重。SAS磁盘驱动器将打入传统SCSI市场，主要针对标准高流量服务器市场，同时也会使用于外接式存储与SAS扩展器市场。与光纤信道不同的是，SAS基础架构并不被归类为SAN，但其近端存储扩充度仍比传统的并行SCSI应用高出许多。在某些情况下，SAS也算是进入了远程存储次系统，特别是以NAS为基础的装设。
3. SATA──企业级磁盘驱动器现已上市
SATA磁盘驱动器主要针对企业用户加以改良，并已大幅提高磁盘驱动器可靠度。从SATA磁盘驱动器以大量运用在需要全年无休工作周期的服务器，以及影像安全应用之上即可得到证实。主动式震动更正技术可解决因某一磁盘驱动器震动而影响到邻近磁盘驱动器运转所造成的问题。同时，新一代的SATA 3.0Gbps磁盘驱动器具有原生指令队列(Native Command Queuing, NCQ)功能，使主机板上的处理器得以重新排列I/O的读写。这个功能不但可以减少读写头的动作，同时也能使等待磁盘移动到适当位置的时间降至最低。虽然NCQ的效能无法与光纤信道或未来SAS磁盘驱动器的队列相提并论，市场仍认为除非是经常由大型服务器所处理高负载量，或是非常不规则的数据库工作量，否则NCQ对于处理许多主流服务器的工作仍是游刃有余的。
这些新增的磁盘驱动器改良不仅有助于大幅增加数据可靠度与使用度，也将大幅提升SATA磁盘驱动器为重要企业应用程序所采用的接受程度。虽然这些磁盘驱动器的企业版本可能比一般桌上型计算机的配备要贵上25%～40%，但就另外一个方面而言，往往也有为企业所设计、成本较低的替代方案。SATA磁盘驱动器可利用既有的SATA软件运作，代表不需要装设新的装置驱动器。而从先前的软件驱动程序、到以新的串行接口来操作操作系统I/O的调频，都已在控制卡上完成。
企业未来的解决方案──
建置于SAS基础架构上的SATA
● SAS基础架构可同时支持SAS与SATA磁盘驱动器
SAS基础架构可同时支持SAS与SATA磁盘驱动器。在SAS发展初期，SAS接口最初的设计由SATA接口的“超集”而来的。因此，SATA磁盘驱动器可与SAS连接器相连接，但SATA磁盘驱动器却无法与SAS连接器连接。SAS基础架构的其它优点还包括无须桥接功能，无跳线开关，也无需更换软件。SAS协议提供的侦测功能，让主机控制器能够感应到与系统连结的磁盘驱动器为SAS或SATA，进针对磁盘驱动器的属性而加以调整。
● 灵活性的扩充能力
在存储技术的革命中，SAS基础架构首度为业界建立起同时拥有价格合理、容量可靠，以及效能优异这两项优势的企业存储基础架构。其中，SAS扩展器使装设有SAS或SATA磁盘驱动器的系统得以大幅扩充。而SAS基础架构的双端口特性提供错误复原结构的功能，不论在使用哪种磁盘驱动器时皆可运作。
先前的SATA承接了与主机一对一的关系，因此无法接受多主机的组态设定。而具有SAS协议的SATA信道结构，使SATA装置即使在不知道请求是来自于哪一主机的情况下仍可运作。SATA的一对一关系是在连接到SATA磁盘驱动器的端点上进行管理，而这也是SAS与SATA端对端性质的另一项优势。
在企业之中所存储的数据价值是会随着时间而改变的，而信息生命周期管理(Information Life-cycle Management, ILM)的概念正阐述了数据的变动本质。例如在对的时间、对的地点补充货架上对的货品这一类的信息可能在以前是非常重要的；但现在却只能用作业务分析、参考纪录或是符合安全规范的证明之用。
SAS基础架构为富挑战性的企业环境带来极高的价值，让存储配件在企业内可随着数据系统需求的改变而重新安排。目前高效能ERP应用程序可以在一开始使用SAS磁盘驱动器，以因应I/O效能上的需求；而随着数据的累积，在未来需要更新更多的存储次系统来满足日益成长的效能需求时，SAS配件可随着SATA磁盘驱动器的重新整理，扩充可使用的存储空间以符合安全规范。
SAS+SATA组态范例
● SAS系统扩充能力
SAS可通过低成本的扩充装置，也就是扩展器，达到每一连接端口可容纳达1,6万个装置。一般的扩展器通常称为边缘扩展器，最多可容纳128个装置而不会使得制造途程对照表变得复杂。一般而言，边缘扩展器是借串联的方式，以提供所需的连接埠，以支持配件内或层架上的许多磁盘驱动器。若是更复杂的装设则需扇开扩展器，在多种边缘扩展器之间分配流量路径，以提供更高的扩充能力。
● SAS效能与使用范围
由于SAS允许连接端口的聚合，因此主机与存储配件间的高频宽连接使SAS可以支持许多磁盘驱动器。图2显示4端口的JBOD (Just a Bunch Of Disks/Drives──与RAID不同)的连接，可使用标准铺线技术来装设，并提供主机24 Gbp的集合频宽。SAS的双端口特性也提供高度利用的错误复原能力，在主机出错的状况下，仍能对所有存储装置进行存取的动作。而不论是SAS或是SATA磁盘驱动器，都可以直接附加在主机控制器装置上，或是经由扩展器运作。
● 轴辐式基础架构
轴辐式基础架构可通过分级效能达到节省成本的目的。而位于核心基础架构的中央IT办公室要求高效能与高可靠度的基础架构。此架构除了提供远程办公室备份与数据共享的功能之外，其它关键系统如采购也是由此一基础架构控制，而上述这些应用需要采用SAS磁盘驱动器来提供最高速度与可靠度。
试想一个远程办公室可能有2～1,000名员工，并仅须支持该办公室内的需求，通过中央集线器上备份并整合数据，在可以接受每一个磁盘驱动器上较低平均故障间隔(Meantime between Failure, MTBF)的情况下使用RAID。由于SATA磁盘驱动器符合这些要求，而且因为其具有比SCSI/SAS磁盘驱动器更高的单机容量，所以能节省额外的成本。
SAS基础架构能提供一般的存储平台，在中央或远程办公室使用。这两种办公室可以用同一种存储基础架构，但是整体成本是否能降低，得等到个别办公室使用适合的磁盘驱动器型式(中央使用SAS，而远程使用SATA)，并扩大基础架构后才能得知。
结语
采用SAS基础架构是IT采购人员首次可借装设单一存储基础架构，来同时满足对灵活性与扩充能力需求的方法。企业可采用SAS磁盘驱动器来满足对于高性能的需求，另一方面利用SATA存储来满足对于高容量的要求，以满足企业多变的需求而加以灵活性扩充。灵活性加上结合SAS与SATA磁盘驱动器(使用共同的元件如缆线、连接器、配件以及底板)所提供的效益，将可使企业符合新需求而毋须增加既有的IT预算。
