问世三年 SAS走进外部存储应用

     第一款SAS（Serial Attached SCSI）驱动器问世至今已三年多，从去年年底终于开始跨出原先以应用为主的环境，开始进入外部磁盘设备领域，部分厂商已于去年年底推出内建SAS硬盘的，本土厂商也在今年跟进，逐步替代过去的SCSI磁盘阵列，成为中高端存储设备的新选择。 
  
      信号传输串行的延伸

      传统以并行传输信号方式运行的总线架构，在往高速、高带宽的发展上遭遇了难以解决的瓶颈。并行传输总线带宽的提高主要通过信号线与接脚的增加来实现，这除了导致复杂度与成本上升外，随着总线工作频率的提高，要维持信号的同步与时序控制也越来越难，串扰（crosstalk）、信号偏移（skew）等问题迫使信号线距离越来越短，以致妨碍设备的连接使用。 
  
      种种问题显示并行传输的发展已难以为继，因此新一代传输通道开始走向串行信号传输，如专为高带宽环境发展的信道仲裁环路（Fibre Channel Arbitrated Loop，FCAL）与InfiniBand接口，即是典型的串行传输通道，其它像是PCI从PCI-X转向PCI-E，ATA走向SATA也都是从并行到串行的转向。 
  
      发展已有26年的SCSI界面也未能抵挡这股串行的潮流。传统并行传输的SCSI接口从1981年提出的SASI（后来的SCSI-1）开始，一路发展到2000年公布的Ultra320 SCSI后，也同样面临带宽难以持续增长的问题。虽然SCSI商业协会和ANSI T10技术委员会曾试图制定Ultra640，但很快就难以为继，各主要厂商纷纷放弃难以实用化的Ultra640，改为投入到更有潜力的SAS。 
  
      SAS的带宽与连接能力优势

      虽然FCAL也能满足高速传输的需要，且FCAL硬盘在价格上也已降到与Ultra320/160硬盘相当的程度，但FC适配卡、缆线等相关设备的昂贵使其不适合作为并行SCSI的替代者。因此SAS工作小组走了一条快捷方式，把成熟的SCSI指令集嫁接到Serial ATA（SATA）的物理层上，并吸收了一些FC的特点推出了SAS规格。 
  
      并行传输SCSI的指令集已发展了20多年，十分成熟、完整，而SATA的优势则在于更进步的串行传输，且有大量厂商支持，有整体成本的优势，于是结合两者之长的SAS，便迅速获得业界的支持以及SCSI商业协会的承认，成为并行SCSI的后继者。 
  
      相较于并行SCSI，SAS有几个明显优势： 
  
      1、 高带宽：第一代3Gb/s的SAS可达到300MB/s带宽，虽然这数字低于Ultra320 SCSI的320MB/s，但并行SCSI是采用各设备共享带宽的总线连接，而SAS则是每个设备独享带宽的点对点连接，还可通过宽端口（wide port）连接方式倍增带宽，在一个连接端口聚合4条SAS通道达到1200MB/s带宽。 
  
      2、 连接能力强：每条SAS通道可连接128组设备，一个SAS域最大可达16384组设备，相较下每条并行SCSI总线只能连接16组设备。虽然SAS的点对点连接距离小于并行SCSI，但通过扩展器（Expander）仍可满足多数环境下的连接需求。 
  
      3、 容错能力高：具有与FCAL相似的双端口（dual port）连接与多连接路径设计，可提高容错能力。 
  
      而与FCAL相较，SAS也有优势： 
  
      1、 可相容SATA：由于SAS借用了SATA的物理规格，且通过SAS规范中的SATA管道协议（STP）的沟通，能使SATA设备兼容于SAS环境。 
  
      2、 连接的拓扑结构更有效率：SAS可通过以类似方式运行的扩展器，形成星形拓扑，设备连接的灵活性与可用性均优于环路式的FCAL。不过后来FC亦发展了采星形拓扑的交换连接，解决了环路结构的问题。