光大祖业 奉子成婚——SAS与SATA-Ⅱ

• 光大祖业 奉子成婚——SAS与SATA-Ⅱ

  这是一个串行的时代

  串行革命的先行者USB和IEEE 1394已经先后取得了成功，PCI EXPress也正如推广者所愿高速向黎明挺进。如果说接口互连技术从并行向串行的过渡要遵循自外而内的顺序，那么介于内外之间的存储设备接口应该恰处在“串行进行时”。

  事实的确如此。低端的ATA“笨鸟先飞”，三年前就开始行动的Serial ATA已于去年“修成正果”，正在准备迎接收获季节；Serial Attached SCSI虽起步较晚，但对Serial ATA的“收编”显著加快了标准制订的进度，有望在2004年成为堪与PCI Express比肩的热点。

  祖宗之法终须改

  经过20年的发展（截止到2001年，ATA的历史还没有这么长，详情参见《ATA串起SCSI——存储接口世纪联姻》专题），SCSI和ATA在硬盘接口领域已占据了绝对的统治地位：个人存储市场（桌面型和移动型硬盘）完全是ATA的天下，企业级硬盘采用SCSI的比例也超过80%。

  SCSI和ATA的成功书写了并行接口的辉煌，然而后者的总线结构频率提升困难、效率低下，动辄数十根的连线也不利于设备小型化和高密度存储，已经不能适应21世纪的要求。相比之下，大幅度减少连线的串行接口不仅有便于设计、利于机内空气流通的优点，更可以在点对点连接的基础上演变出高效且易于扩展的交换架构，是（至少）未来十年的发展方向。

  基于上述共识，Ultra ATA/100和Ultra320 SCSI先后被定位成并行接口的收山之作。既然要转向串行，包括连接器和线缆在内的物理层必然会随之改变，但一定要与原来的并行接口保持软件兼容，这样现有的操作系统和软件都无需改变，保护了开发商和用户的投资。

  当然，软件兼容只是帮助新一代ATA和SCSI接口完成从并行向串行平滑迁移，顺利继承“祖业”的手段，若要充分发挥串行接口的优势、扩大各自原先的适用范围，可以再陆续增加新的功能、改善性能（成为并行ATA和SCSI命令的所谓“超集”），并随着时间的推移逐渐淘汰原有标准中过时的部分，即尽可能以渐近的方式完成变革——完全推倒重来不是开放市场的风格。

  成婚妙举获利多

  虽说同为并行，SCSI和ATA的高下之分还是很明显的。这也难怪，ATA接口的“始作俑者”初衷是以尽可能低的成本提供可以接受的性能，本就没有什么长远打算。经过不断的规格扩充后，ATA标准不经意中已在市场上活跃了十多年，然而最初的“因陋就简”限制了其进一步发展的空间：不要说连接距离（46厘米）和设备数目（双通道，主/从配置）难以满足下一个十年的要求，就连带宽的提升也变得步履维艰——如果没有增加40根地线这一招，真不知Ultra ATA/66该怎样实现。

  
  

  穷则思变。在Ultra ATA/66的热潮尚未褪去的2000年春季，串行ATA（Serial ATA，SATA）被提上了议事日程。Serial ATA 1.0参考了ATA/ATAPI-5标准，与Ultra ATA的软件兼容相对比较容易，难的是硬件接口要重新设计，因此最终规范直到2001年秋季才正式发布，前后历时18个月。在此期间，并行ATA经过Ultra ATA/100的过渡才勉强实现了接口带宽的倍增（象征意义大于实用价值的Ultra ATA/133）。

  与ATA相比，SCSI改走串行“未雨绸缪”的成份更大一些。在Ultra320 SCSI还未产品化、Ultra640 SCSI尚处制订中的2001年冬季，Compaq、IBM、LSI Logic、Maxtor和Seagate主动出击，宣布要开发Serial Attached SCSI。Serial Attached SCSI支持SCSI主要命令（SCSI Primary Commands-3，SPC-3），硬件接口则独出心裁地“先斩后奏，偷食禁果”——采用增强的Serial ATA物理层（添加第二端口支持），这样做的好处至少有二：

  首先，开发时间得到了有效的控制。如果说Serial ATA是ATA的一场革命，那么Serial Attached SCSI就是SCSI“翻天覆地”的大革命——双端口、多路物理连接和从单一总线转至分级交换架构，复杂程度变化之大远非Serial ATA所能比拟，如果物理层还要白手起家，就难保不会像Serial ATA一样遭遇进度延期(大约一年)的困扰。正是凭借对Serial ATA物理层的“拿来主义”，一年多来Serial Attached SCSI的前进步调基本上与拟定好的时间表（见下图）相吻合，曾经有可能为其充当“救火队员”的Ultra640 SCSI也不再有人提起。反观ATA一方，业内本已达成从Ultra ATA/100直升Serial ATA的共识，难耐寂寞的Maxtor还是请出Ultra ATA/133“秀”了一把。

  

  其次，SATA外围设备（特别是硬盘）将能够用于SAS环境中。长期以来，ATA只是在功能上被视为SCSI的子集，两者之间并不兼容。如今SAS在软硬件层面上都涵盖了SATA，企业级用户可以在同一环境中混用SAS（提高性能）和SATA（降低成本）驱动器，既提高了灵活性又可避免重复投资，无疑是一项创新之举。

  两相比较，SAS对SATA的兼容显然更为重要。正因如此，SAS在标准制订过程中一直紧跟ATA方面的变化，SAS规范所参考的ATA规范从00a修订本中的ATA/ATAPI-6和ATA/ATAPI-7前进至05修订本中的ATA/ATAPI-7 V1、ATA/ATAPI-7 V3（Serial ATA）及Serial ATA Ⅱ: Extensions to Serial ATA 1.0就是一例，而SCSI商业协会与Serial ATA Ⅱ工作组共同致力于SAS与SATA硬盘系统级兼容合作的意义更超越了简单的“名份”范畴。

  魔高一尺 道高一丈——ATA与SCSI再战串行

   

  

  
  
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