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存储接口:从并行转串行之趋势分析

    【IT168 专稿】目前,我们经常接触到的存储接口有很多种,如ATA、SCSI、USB、以太网、FC和InfiniBand等等。这些接口基本可以分成两个层次,即本地接口(直接连接磁盘的接口)、阵列或网络接口(连接阵列和网络的接口)。类似USB这样的接口一般被用于终端设备连接,即在设备上使用桥接器实现接口转换。而在网络层面,主要使用光纤通道、以太网络和InfiniBand。

    以太网不仅广泛应用于存储区域网络(SAN),还被用来构建网络附加存储(NAS)。目前的一种新趋势是,在IP协议的基础上使用iSCSI协议或SCSI命令进行数据传输。这一趋势有可能会推动以太网络向磁盘接口层面发展,最终允许磁盘直接连接到网络交换机,就像FC磁盘技术的发展一样。

    就本地存储接口来看,一个非常重要的趋势就是正在迅速地从并行向串行转变。为此,系统设计师需要深入了解新技术带来的变化,认真评估新技术对存储空间、参数设置和存储应用的影响。

一、从并行走向串行

    目前存储接口并行转串行的主要有两个:一个是PATA接口(即并行ATA)转向SATA接口(即串行ATA),另一个就是SCSI接口(即并行SCSI)转向SAS接口(即串行SCSI)。在过去的15年,并行ATA和并行SCSI接口一直在存储设备领域占据着统治地位。而且这两种接口本身也一直在不断发展,现在ATA的传输速度已经提升到了133 MB/s,而Ultra320 SCSI则达到了320 MB/s。

    ATA和SCSI两种接口由并行转向串行后,也就意味着SATA和SAS可以共享同一种物理接口。尽管ATA和SCSI的并行电气接口、连接器和针脚完全不同,但是转向串行后的SATA和SAS在连接器和电气接口方面则是一致的。

    这些串行接口可以实现更高的带宽、更好的物理特性和更高的性能。而一项被保留下来的重要特性就是,端口层面的接口指令集在很大程度上与原来的相同,并向后兼容ATA和SCSI的指令集。

    串行接口的一个主要不同是在命令和数据的封包方面:两者都以串行的方式传送。SAS端口分为四层:物理层(PHY)、链路层(LINK)、端口层(PORT)和传输层(TRANSPORT),封包发生在端口层。在端口层,接口的设计是透明的,这样软件就可以直接识别出ATA或SCSI设备。

    SATA和SAS使用的连接器最初源于InfiniBand。SFF(Small Form Factor)委员会负责制订相关规范。目前的连接器版本包括SFF-8482、四端口的内部高密连接器的SFF-8484、四端口的外部高密连接器SFF-8470。这些连接器主要是用来连接磁盘、主机适配卡(HBA)和扩展器。

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