【IT168 资讯】随着串行连接 SCSI (SAS) 存储接口从目前的 3Gbps 标准向 6Gbps 标准过渡，企业 IT 专业人士面临又一个关键业务技术抉择。借助时机、可互操作的高性能、低成本，6Gbps SAS 企业解决方案要取得成功还取决于对诸多因素的充分认识，如：过渡期如何进行、生态系统何时得到发展以及非常好的实践应用模式是什么。
IDC 认为，IT 专业人士了解上述因素的基础是其对 6Gbps 标准以及由实施该标准的合作伙伴组成的关键产业生态系统的信心。
标准化解决方案可以带来专有解决方案力不能及的经济规模机遇。那些努力控制数字内容快速增长和实现信息生命周期管理的企业会继续需要标准化技术平台。开发企业硬件 OEM 厂商所使用的底层构建块组件和接口的技术解决方案提供商在标准化过程中起关键支持作用。对于 6Gbps SAS，行业标准结合厂商的互操作性测试可确保硬盘驱动器 (HDD) 等关键组件轻松接口于 RAID 控制器，进而接口于主机系统。
第二代SAS的突出优势
6Gbps SAS拥有如下优势：
1. 至少能够与适用于各种企业服务器与存储系统级产品的接口技术匹敌的性能；
2. 在给定存储机箱中能够混合以性能为主导的 SAS 和每 GB 成本更低的 SATA HDD，其与混合使用缺乏通用驱动器插槽的光纤通道 (FC) 及 SATA 磁盘驱动器相比可以实现成本更低的存储器；
3. 能够在各级服务器与存储系统组件中实现持续改进，而且在发展过程中同时能够提供新一代 SAS 技术。
三大地区（美国；欧洲、中东与非洲；以及亚洲）主要行业产品提供商的生态系统前景，探讨在提供基于 SAS 的企业级存储解决方案方面对端对端战略的需求，同时介绍有可能阻碍SAS 普及和影响非常好的实践应用模式的其他动态与技术。
SAS 系统与芯片前景
6Gbps SAS 生态系统中的主要行业产品提供商包括服务器 OEM 厂商、硬盘驱动器厂商以及芯片提供商。这些厂商对SAS的看法各异：
戴尔重视 SAS 在服务器中的应用以及作为 JBOD 与外部 RAID 解决方案接口的用途。该公司并不认为 SAS 是一种结构，而认为 FC 仍然大有前途，而且 iSCSI 会很快登上舞台。考虑到作为接口技术的它，具有高可靠性、高可扩展性和低成本等优异特性，戴尔将会积极推广 6Gbps SAS。
富士通-西门子计算机公司主要是服务器、存储器等基础设施产品的提供商，认为 SAS是中、高端系统的必需产品。在外部存储系统方面，除了其自有产品之外，该公司还与 EMC 及 NetApp 等战略合作伙伴开展协作。富士通-西门子计算机公司将结合生态系统提供商提供的端对端解决方案过渡到 6Gbps SAS。
惠普已经在其 95% 的行业标准服务器 SKU 以及多种外部存储 JBOD 中集成了 3Gbps SAS。惠普不仅会支持 6Gbps SAS 技术在服务器中的应用，同时还会在未来外部存储系统中评
估 6Gbps SAS 作为 FC 替代技术的潜力。
NEC 在公司所有双处理与多处理底座、机架、刀片和容错服务器中提供 SAS 解决方案。NEC 在其单处理服务器中提供 SAS 或 SATA 解决方案。对于 6Gbps SAS，NEC 计划在高性能服务器以及针对虚拟化而优化的服务器中重视这种新标准。
HDD 厂商准备推出采用 6Gbps SAS 接口的新一代企业级 HDD。这些 HDD 有望后向兼容第一代 3Gbps SAS 应用，其有助于该技术的普及与快速量产以及降低 6Gbps SAS 生态系统的整体成本。
LSI 正在寻求“端对端”战略，以便提供 6Gbps SAS 企业存储解决方案。LSI 的 SAS 产品系列将会在所有主要系统类型中集成 SAS 产品。在服务器与工作站中，这些解决方案将 SAS 片上系统 (SoC) 集成于硬盘驱动器、SAS 控制器、RAID 控制器和主机总线适配器(HBA) 中。而在外部存储系统中，这些解决方案将 SoC 集成于硬盘驱动器、SAS 控制器、SAS 扩展器、硬盘驱动器接口桥以及全套存储系统中。
企业硬件环境发展现状
企业存储器可大体分为服务器内部存储设备和服务器外部存储设备, 它们均属于存储系统。服务器的内部存储技术与设备包括企业级 HDD、HBA 以及包括 HDD 控制器、RAID 控制器与扩展器等在内的半导体设备。服务器的外部存储技术与设备包括 HDD、背板、机箱以及类似半导体设备。
存储系统种类包括直接与服务器连接的设备(直联存储或 DAS )以及通过网络连接到服务器的设备，其数据类型基于文件(网络连接存储或 NAS )或数据块(存储区域网络或 SAN )。
接口和相应存储设备传统上反映其设计用于的系统的明确需求。前一代接口(如：用于 HDD的并行 ATA (PATA) 和用于客户端计算设备的光盘驱动器)强调成本，而用于企业级硬盘驱动器的并行 SCSI 接口则强调性能与可靠性。由于各自独立设计且用于特定的用途，因此它们互不兼容。
1996 年问世的 FC 光纤接口可以很好满足企业对性能与持续可靠性的需求。但是，由于企业面临以固定预算、存储、访问、保护和分析更多数据的压力，因此 FC 接口无法提供低成本解决方案。
而于 2005 年问世的 SAS 接口旨在提高并行 SCSI 接口的性能。SAS 技术的主要特点包括：
1. SAS 与生俱来的高可靠性与高性能
2. 传承 SCSI 协议，其可带来内在的软件与解决方案稳健性
3. SAS 兼容于采用串行 ATA (SATA) 的各种存储设备(企业根据其应用需求及预算同时安装SAS 和 SATA 设备，便可在内部部署 SAS 接口)
4. 获得众多主力行业合作伙伴的支持(这些合作伙伴包括 LSI、Marvell 等半导体提供商；
富士通、日立、希捷等硬盘驱动器提供商；以及戴尔、富士通-西门子计算机公司、NEC 等系统提供商)
SAS 接口在企业环境中的用武之地
存储硬件成本在以约 30% 的年均速率降低。但是，不断降低的存储成本并不足以抵消容量需求 —— 据 IDC 估计，许多企业的容量需求年增长率达到 50% 左右。
为了解决上述压力，硬件 OEM 厂商开始针对频繁存取数据或要求较低数据吞吐能力的应用开发存储解决方案。因此，PATA 解决方案开始在存储系统中面世。但自 2003 年开始，PATA接口逐步被 SATA 接口取代，这是因为 SATA 接口更简单、更便宜，且其符合 ATA 规范以及未来发展蓝图。
不幸的是，对成本更低的存储的急功近利的追求也造成了对 SATA 与 PATA 技术的滥用。服务器和存储系统中的存储工作负载会很快暴露出针对低成本而设计的解决方案的技术缺陷。在这些系统中传输的大部分数据的关键任务特性需要能够保持信号完整性、检测和处理错误以及在出现问题时提供信号告警功能。
所幸的是 SAS 与 SATA 的协议兼容性使 OEM 厂商能够在支持 SAS 接口的产品系列中同时部署这两种接口，以满足客户的特定需求。例如，NEC 在其所有双处理与多处理底座、机架、
刀片以及容错 Express5800 系列服务器中提供 SAS 硬盘驱动器，而在其单处理服务器中通常提供 SAS 或 SATA 驱动器。
SAS 接口能够从低端存储解决方案升级到高端存储解决方案以及从后端应用扩展到前端应用。图 1 说明了 SAS 互连与接口技术在企业服务器和外部存储系统的驻留之地。（资料来源：IDC 2008）
较快的普及趋势
过去的接口过渡一直较慢。SAS 最初应用于针对机架优化服务器和刀片服务器。服务器中从并行 SCSI 向 SAS 的过渡经历了相对较短的时间 —— 从系统交货到广泛普及不足一年。
SAS 最初部署于服务器，之后开始逐步普及到与服务器连接的机架优化存储阵列。SAS 在存储阵列的最初应用是用作与 SAS 和 SATA 驱动器连接的后端磁盘连接。OEM 厂商现在开始把SAS 用作前端主机连接，以完善 FC 和 iSCSI 系统接口。
与传统接口过渡相比，向 SAS 技术过渡整体步伐相对较快。采用 SAS 接口的 HDD 交货是计算与存储硬件 OEM 厂商快速向 SAS 技术过渡的有力佐证。IDC 估计 2007 财年第四季度交付的近 57% 企业级硬盘驱动器采用了 SAS 接口。图 2 说明了自 2005 财年后采用 SAS 接口的企业级 HDD 的交货情况。（资料来源：IDC 2008）
与此同时，企业级数据中心的需求也有了更高的要求。
◆ 安全性：数据保密和法规要求提高了大部分主要行业在数据存储方式和存储期限方面的需求。
◆ 供电与冷却：对于企业而言，服务器和存储硬件的成本并非 IT 预算中的唯一要素。开销项目与优先排序清单中快速攀升的是供电与冷却。企业的电费随服务器与存储系统数量以及系统密度的增加而增加；企业不但为系统的供电、而且还得为系统冷却用电掏腰包。
◆ 服务器与存储虚拟化：虚拟化技术使单个服务器或存储系统能用作多个同样的系统。将单个系统作为多个系统操作可以有效地把之前实际系统的性能与容量需求集中到单个系统。企业客户开始倾向于提高对这种虚拟化系统的存储与 I/O 需求。
服务器和存储系统厂商过去一直在集中精力针对具体企业应用的工作负载(如：数据库或联机事务处理)，而非针对存储的数据类型与方式进行调整和优化设计。
3Gb到6Gb，新一代SAS技术
于 2005 年问世的第一代 SAS 接口可支持高达 3Gbps 的数据速率。相对并行 SCSI 接口而言，它通过支持全双工数据传输和多条同时点对点连接显著提高了性能，同时保持对 SCSI 协议的兼容性。包括 OEM 厂商、主板供应商和半导体提供商等在内的 SAS 生态系统支持者目前准备推出后向兼容现有 1.5Gbps SATA、3Gbps SAS/SATA 产品和基础架构的 6Gbps SAS 产品。
1. 除了相对 3Gbps SAS 的性能有显著提高外，6Gbps SAS 还为企业应用带来了如下新的优势与机遇：
◆ 基于标准化分区和自我配置扩展器的更大、更丰富的存储拓扑，从而：
◆ 提高给定服务器的存储容量(此特性加上虚拟化技术可以让给定服务器同时运行多个操作系统和应用程序，从而优化服务器的处理能力)
2. 通过把服务器的 I/O 请求分配到数量更多的 HDD 而提高整体系统性能
更高的机架间互连信号可靠性，其归功于一种称为判决反馈均衡( DFE )的新功能，其可以在 6Gbps 数据速率时确保更高可靠的链路。
而企业存储的数据以及数据存储方式已发生变化。与具体企业应用关联，进而与垂直堆栈中经调整和优化后的硬件关联的、高度结构化、面向事务处理的数据类型已让位于基于文件的非结构化数据类型。这些数据类型跨越不同应用和不同系统，它们需要在整个企业轻松传输。
另外，由于法规要求以及对防止丢失和灾难恢复的重视在不断提高，企业开始将更多数据保存更长期限，而且需要复制更多数据，进而需要存储、存取、保护和分析数据的能力。上述变化影响到企业存储基础架构的各个方面，包括软件(应用程序、操作系统)、服务、网络(交换机与适配器)、机械装置(硬盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器)和系统(服务器与存储系统)。对于机械装置和系统而言，上述影响涉及到接口的关键性 (criticality)。
上述要求一直会影响会企业整个存储基础架构，但是在不同地区有不同体现。例如，欧洲企业倾向于重视节电和绿色技术，日本企业重视虚拟化，而美国企业则重视数据完整性。
第二代SAS生态系统的演进
6Gbps SAS 接口不但可以实现更快的数据速率，而且还能够实现可以与目前采用 FC 接口的存储系统匹敌的端对端 SAS 存储解决方案设计。
IDC 预计 SAS 生态系统的合作伙伴到 2009 年晚些时候能够开发和推出适用于系统解决方案的 6Gbps 产品和解决方案。图 3 说明了从初始组件到系统解决方案的 6Gbps 生态系统开发时间表。
IDC 认为目前可用存储接口选项是对以前选项的重大改进。在混合和匹配不同接口的分层存储环境中，SAS、SATA 和 FC 真正应视为基于需求而提供的补充解决方案。
SAS 接口从低端存储解决方案升级到高度存储解决方案以及从后端扩展到前端应用的能力使生态系统提供商有机会提供跨越不同市场领域的系统。与此同时，它也使生态系统提供商在提供具备互操作性的系统时面临诸多挑战。戴尔产品营销高级顾问 Joe Whalen 指出：“客户不喜欢东拼西凑的过渡。他们需要一次到位的稳定系统。”
在主力半导体厂商中，LSI 率先采用“端对端”战略来提供企业存储解决方案。同样，图 1说明了典型企业的硬件基础设施及 SAS 接口部署位置。LSI 的 SAS 产品系列包括如图所示的所有主要系统类型中集成的 SAS 产品。
在服务器和工作站中，这些解决方案包括集成到硬盘驱动器、SAS 控制器、RAID 控制器和 HBA 的 SAS SoC；而在外部存储系统中，这些解决方案包括集成到硬盘驱动器、SAS 控制器、SAS 控制器和硬盘驱动器接口桥的 SoC。LSI 还在不断扩大其产品阵营。例如，该公司的 RAID 解决方案从主板中的 RAID 控制器扩展到基于增值、高端 PCI-Express 的适配器中的 RAID 控制器。此外，该公司还为 OEM 厂商提供全套外部存储解决方案。
通过采访采用基于 SAS 的存储设备的主要服务器 OEM 厂商，IDC 发现生态系统组件(如精心制定的标准、软件、固件和优化工具的重要性)的重要性超越了芯片和系统。另外，OEM 厂商尤其重视其供应商提供的服务，从而可确保兼容性与可靠性。例如，富士通-西门子计算机公司和 LSI 正在努力开发能够模拟主机系统与目标存储设备之间端对端解决方案的仿真。富士通-西门子计算机公司 IA 服务器高级系统设计师 Gerold Scheidler 表示：“端对端信号完整性至关重要。”
第二代SAS前景的未来展望
接口技术的过渡仍然不会一蹴而就。虽然 SAS 已大范围取代用于内部服务器存储的并行 SCSI解决方案，但 SCSI 早在 25 年前就问世了。而于 1996 年推出的 FC 现仍广泛应用于存储区域网络的高性能外部存储阵列中。
IDC 认为，庞大的解决方案提供商社群对 SAS 技术的长期努力已竖立了对该技术的持续信任。这些解决方案提供商已经证明有能力按照旨在提高未来应用(如：数据存档和视频流)的性能、可靠性和兼容性并满足其预算需求的发展蓝图不断发展。
随着企业计算、网络或基础设施领域的数据传输技术不断发展，各方面必需齐头并进，从而防止给企业带来瓶颈。例如，10G 以太网带来的更高网络吞吐能力将会满足多核微处理器带来的更高计算性能。SAS 向 6Gbps 的过渡基本与存储、服务器以及网络基础设施领域的其他技术基本步调一致，包括 2008 年晚些时候将推出的第二代 PCI-Express 以及 2009 年将推出的 10Gbps 以太网和第二代全缓冲 DIMM。
IDC 相信，推动向 6Gbps SAS 过渡的应用会是那些能够从更高吞吐能力获益的应用。其中包括：
1. 虚拟服务器：由于虚拟化技术能够通过整合(比如：把两台物理服务器整合到用作两台逻辑服务器的一台物理服务器)而有效降低成本，这种整合会需求多得多 I/O 和存储，因此需要吞吐能力更高的 I/O 和存储子系统。
2. 高端服务器：其中包括运行数据库及联机事务处理等存储密集型应用的服务器，其快速存取、检索和存储均为关键任务。
3. 备份：虽然往往被错误地看成一种缓慢的后端写操作活动，但是，由于数据存储和使用方式的上述变化，备份和存档正在成为性能越来越高的存储密集型应用。对防止丢失、灾难恢复以及法规要求的重视使企业不得不更频繁地在其后台备份更多数据。但是，它们无法忍受备份(脱机)程序干扰前台(联机)功能。
4. 视频流：由于其容量需求，视频流是对存储需求最高的数据类型之一。视频流(其中视频数据并不保存在本地客户端设备，而是保存在远程服务器)增加多个分立 I/O 流和性能开销强度，因此需要从存储设备、接口到所有后续互连保持吞吐能力一致性。
第二代SAS发展的挑战／机遇
早期在单个存储阵列中混合安装 SAS 与 SATA 磁盘驱动器的努力带来了诸多挑战，尤其是在SATA 磁盘兼容性方面。为了解决这些问题，不仅存储系统 OEM 厂商在编写固件和测试磁盘驱动器布局以克服这些问题，而且 LSI 等半导体提供商也在开发旨在解决这些挑战的新产品。
SAS 在替代外部存储系统(尤其是采用超过 24 个磁盘驱动器的阵列)中的 FC 时遇到了众多技术难题。在 SAS 向 6Gpbs 数据速率过渡过程中必须保持背板信号完整性。克服这一挑战关键是在开发前期精细设计 6Gbps SAS 背板。LSI 等 SAS 行业参与者在这些设计挑战方面提供的支持以及 SAS 基础设施辅助组件的同步开发有助于克服这些挑战。DFE 技术有望简化更高频率的背板设计，而行业 SAS 互通性测试(如：08 年 6 月举办的此类活动)可以检验 DFE 达到上述行业预期的能力。
SAS 6Gbps 发展路线图的实施是生态系统长期生存的关键。生态系统的不完善会妨碍向 6Gbps过渡的整体发展。这方面的要求意味着不但所有硬件和软件必须到位，而且它们还应当具备独立于厂商的可靠性和互操作性。SAS OEM 厂商提出的具体问题包括通过 SAS 接口以如此高速传输时的信号完整性(尤其是长距离传输时)、以及高端 SAS 硬盘驱动器在速度与容量提高过程中的可靠性。
行业在安全性方面处于摸索阶段。尽管每个人都认为必须确保安全性，但大家并不清楚如何实现安全性，更重要的是并不清楚如何在 SAS 存储设备上对其进行管理。这有两方面的原因：一，安全性必须在各级系统存储层实现，然后贯穿负责传输和保存数据的所有系统。例如，半导体、设备驱动器以及操作系统都必须一致支持安全性的实现方式。二，安全管理也是一个问题，因为在确保安全性的同时还不得干扰基本存储功能。例如，如果需要更换存储设备，系统必须能够恢复该设备丢失的数据，同时始终保持所复制数据的安全性。
SAS 尤其不能妨碍各种安全方案的实施，而且必须能够与安全解决方案共存。静态数据是行业必须解决的最直接安全威胁，因为为试图保护已丢失或被盗数据的公司提供保护的安全港法律提出了相关激励机制。IDC 预计全磁盘加密( FDE )会成为随新一代 SAS 驱动器部署的重要技术并且会成为该解决方案不可或缺的组成部分，以应对层出不穷的安全威胁。
结论：2010年大规模普及
IDC 预计 6Gbps SAS 最迟可于 2009 年晚些时候实现 OEM 服务器量产，于 2010 年初到年中得到大规模市场普及。SAS 解决方案有可能作为单点产品提前上市，但不太可能得到广泛互操作性测试的支持。在成功实施向 6Gbps SAS 过渡之前，大多数 IT 人士会要求将完整的生态系统，包括存储控制器、RAID 控制器、硬盘驱动器、扩展器和布线等布置到位并经过稳健性测试。
SAS 接口在未来几年会进入外部存储系统，成为大部分企业级服务器和存储硬件内部的一个标准。向 6Gbps 的整体过渡将会与客户的网络与计算基础设施的互连技术过渡时间保持一致。
SAS 面临的挑战是巨大的，但并非不可克服。SAS 得到大规模普及的关键在于其与生俱来的高可靠性、高性能以及与采用 SATA 接口的存储设备的兼容性。企业根据其应用需求和预算同时安装了 SAS 和 SATA 设备，便可在其内部部署 SAS 接口。对于在尽力控制快速增长的数字内容、实现信息生命周期管理的企业来说，SAS 和 SATA 设备组合是创建成本更低的分层存储解决方案的重要构建块。但是，只有当软件将各种数据适当地、无缝放置到存储系统不同磁盘层方面的能力得到进一步提高的情况下，才能全面发挥 SAS 和 SATA 存储组合的优势。
SAS 接口能够从低端存储解决方案升级到高端存储解决方案以及从后端应用扩展到前端应用。
IDC 认为，戴尔、惠普、富士通-西门子计算机公司、LSI、NEC 等庞大的解决方案提供商社群对 SAS 技术的长期努力已竖立了对该技术的持续信任。这些解决方案提供商已经证明有能力按照符合市场需求、提高未来应用(如：数据存档和视频流)的性能、可靠性和兼容性并满足其预算需求的发展蓝图不断发展。
