（註：文章中所有數據及資料均由LSI Logic及Maxtor公司所提供）
圖片來源:Seagate企業級硬碟
序列ATA（Serial ATA, SATA）及序列連結SCSI（Serial Attached SCSI, SAS）兩種新興的序列技術，已逐漸取代行之有年的平行介面技術。同時，雖然光纖通道（Final Channel, FC）技術在企業儲存市場中仍佔有優勢，但SAS技術也將在此市場中擁有一席之地。
雖然如此，在OEM廠商和客戶找到下一代SAS和SATA儲存產品之前，仍須面臨許多挑戰。首先，SAS和SATA的眾多供應商必須真正實現高度互通性的目標以及效能提升的藍圖。其次，OEM廠商必須接受並信任該項新技術，且經銷商提供的SAS和SATA產品必須滿足客戶對於成本、性能、易用性方面的期望。最後，SAS與SATA必須在現有磁碟介面與光纖通道儲存互聯技術之間找到屬於自己的市場定位。
本文將分成上下兩集，分別介紹企業儲存市場發展的最新趨勢、新興的序列介面技術，以及未來序列儲存技術將面臨的挑戰及機會。
企業儲存市場的最新發展趨勢
運算系統的整體效能取決於其處理器、儲存設備與互連技術的能力。對於磁光儲存系統而言，這些能力包括整體容量與可靠性，以及資料儲存與存取的速度。因此，儲存技術的改善對於整體的系統效能是至關重要的。
不斷提高的儲存效能需求
數位圖像、聲音與影片等新興資訊來源，需要高容量且高效能的磁碟儲存設備。此類多媒體需求正逐漸的跨越傳統娛樂的界限，各種產業對於儲存效能的要求正不斷提高，其中也包括利用網路儲存X光，以及其他醫學圖像的醫療保健等行業。
傳統的商務系統也需要更強大的儲存效能。在供應鏈、客戶管理、遠端服務以及銷售業務互連工作的世界裡，企業積累了比以往更多的資料。此外，更嚴謹的管理規章也要求企業的交易資料以及其他運作資料（例如電子郵件，簡報，備忘錄等）能夠快速地被內、外部人員（稽核人員與管理者）存取。
根據市場分析機構IDC的預估，上述的工作負荷將不斷推動公司對於資料儲存的需求，而未來幾年內，這類需求將在每18到24個月內以倍數成長，促使IT經理尋求最有效的儲存方式。
新興資料型態：參考資料
以往，企業交易資料（transactional data）集通常會在特定的檢查點進行讀取、修改以及重寫。例如，公司的總賬每天或每週進行更新。這類像是公司的現金流量、原料庫存以及最終產品庫存等資料，隨時都在改變。
反之，參考資料（reference data）則是在第一次寫入後就不再改變，電子郵件是一個很好的例子。郵件在寫完後就保持原樣，它需要不斷增加的儲存空間，且必須在未來仍保持可被存取的狀態。此外，還包括其他正逐漸浮現的參考資料類型，例如先前提到的X光圖像，以及圖片、聲音與影片資料。這些新型態的資料正加入傳統資料的行列，成為企業儲存的標地物。
在效能（例如資料存取的速度）與容量之間取得平衡的過程中，參考資料需要較多的儲存空間，但對系統效能方面則要求較低，這與交易資料形成了鮮明對比。在交易處理資料中，資料集的讀/寫次數經常有可能限制了整體的系統效能。
企業儲存需求
為滿足企業的儲存需求，IT建構人員正在尋找具擴充性、高度可用性，且能保存資料完整性的產品：
• 為了增加擴充性，儲存子系統以硬碟機（Hard Disk Drives, HDDs）陣列的型態組成。透過在增加陣列中的硬碟機，便可增加儲存容量。儲存陣列可直接附加於工作站和伺服器，或是透過網路附加。不論是網路連結儲存（Network Attached Storage, NAS）及儲存區域網路（Storage Area Network, SAN）的群組儲存系統，都加強了儲存陣列以便維護，並促進更多應用。
• 資料完整性受到RAID等冗餘儲存技術（Redundant Storage Techniques）的影響。同樣的資料被寫入至一個以上的硬碟機，因此即使其中一台硬碟出現故障，儲存在另一台備用硬碟機的資料也能受到完整的保護。
• 冗餘技術也能同時解決可用性的需求，除了處理硬碟故障之外，還可協助更換出錯硬碟機的熱拔插，並自動再生複製的資料。
儲存效能與容量需求
儲存效能的需求會隨著工作量的不同而改變，且經常必須與容量需求進行取捨。以往，儲存效能是以支應交易資料的處理工作負荷能力，以及每秒鐘輸入/輸出（Input/Output per Second, IOPS）兩項變數衡量。雖然每次交易所需的資料量相對較小，但大型交易工作的IOPS通常會非常可觀。
與交易資料相比，參考資料的工作負荷對於容量的需求遠超過其對於效能的需求。除了IOPS之外，IT規劃人員還須考量儲存成本，以及偶爾存取大型資料集的成本。因此，對於參考資料的工作負荷而言，儲存需求將會從讀寫資料的速度轉為容量成本，其中也包括資料中心的儲存面積在內。
硬碟介面：ATA、SCSI及光纖通道
硬碟機若由主機裝置的介面進行劃分，則可分為ATA、SCSI及光纖通道等介面標準。圖1顯示不同介面類型硬碟機在所有應用市場中所佔的相對比例。由於ATA在桌上型與筆記型電腦運算中被大量運用，因此其在市場上佔有的比例也特別高。
圖1 不同介面硬碟機佔全球硬碟機出貨量比例，1998-2003
然而，仔細觀察磁碟機在企業儲存解決方案中所佔的市場比例，就會出現一個截然不同的市場。如圖2所示，採用SCSI與光纖通道介面的產品，在企業級儲存市場中佔了主要地位，而ATA則有逐漸成長的趨勢。雖然光纖通道在企業儲存市場中的比例小於SCSI，但仍有必要深入瞭解其安裝基地的規模。
圖2 不同介面硬碟機佔全球企業硬碟機出貨量比例，1998-2003
傳統的ATA與SCSI磁碟介面以平行方式連接，且在安裝多個硬碟機時需共用介面。光纖通道磁碟機介面是一種以共用存取的仲裁迴路拓撲（shared-access arbitrated loop topology）。如表一所示，當光纖通道磁碟機透過迴路交換器連接時，就能提供了端對端（port-to-port）的介面。ATA和SCSI的傳輸速率在過去幾年中提高了許多倍，但一般預估其發展已經到達瓶頸，不會再有進一步的發展。然而，雖然SCSI介面的3.2Gbps傳輸速率比光纖通道還快，但因為採用共用匯流排架構，一旦連接多個硬碟機，其匯流排頻寬將很快地被消耗完畢。因此，光纖迴路交換器及SAS擴充器等端對端架構的出現，將能夠解決此項瓶頸，從而減低介面速率的重要性。表1所示顯示ATA、SCSI及光纖通道協定的重要特性。
表2顯示典型桌上級與企業硬碟機的技術特性。由圖表中可以看出，較高效能的SCSI和光纖通道介面一般被應用在企業儲存系統，而ATA介面則在桌上型電腦佔了主要地位。在負荷較重的企業級應用中，與資料傳輸速率成比例的主軸轉速需要較高的速度。而桌上級硬碟則有較大的磁碟板型與較高的容量。
桌上型與企業級硬碟機的平均失效時間（mean time between failure, MTBF）有極大差距，這項特性促使某些硬碟機廠商創造出一種介於桌上型與企業級之間的硬碟機產品。但是這些產品與原有產品的主要差別僅止於MTBF與保固，以及較高的單位成本（$/GB）。
企業儲存走向新一代序列連結技術
由於平行介面在企業應用上受到諸多限制，業界便積極發展新型態的序列連結技術，以取代現行的平行介面技術。在磁碟機介面的發展上，目前正有兩種新興的序列介面正在逐漸取代兩種古老的平行介面：ATA介面將會被SATA技術所取代，而SCSI則會由SAS技術所取代。這些新型端對端技術提供更大的專屬頻寬以及更小的連接器，SAS技術也能同時支援SAS和SATA磁碟機。
雖然光纖通道介面技術仍持續在企業級儲存市場中繼續佔有優勢，尤其是儲存區域網路市場。但是，我們相信SAS技術也將在此市場中佔有一席之地。SAS與SATA磁碟機將出現在儲存中端市場之中，同時SATA磁碟機將全面取代任何用於PC、工作站和低階伺服器的ATA介面磁碟機。
在下集篇幅中，我們將會進一步介紹SAS及SATA兩種新興的序列連結儲存技術，其於企業市場方面的應用，以及所面臨的機會及挑戰。
圖片來源:Seagate企業級硬碟
序列ATA（Serial ATA, SATA）及序列連結SCSI（Serial Attached SCSI, SAS）兩種新興的序列技術，已逐漸取代行之有年的平行介面技術。同時，雖然光纖通道（Final Channel, FC）技術在企業儲存市場中仍佔有優勢，但SAS技術也將在此市場中擁有一席之地。
雖然如此，在OEM廠商和客戶找到下一代SAS和SATA儲存產品之前，仍須面臨許多挑戰。首先，SAS和SATA的眾多供應商必須真正實現高度互通性的目標以及效能提升的藍圖。其次，OEM廠商必須接受並信任該項新技術，且經銷商提供的SAS和SATA產品必須滿足客戶對於成本、性能、易用性方面的期望。最後，SAS與SATA必須在現有磁碟介面與光纖通道儲存互聯技術之間找到屬於自己的市場定位。
本文將分成上下兩集，分別介紹企業儲存市場發展的最新趨勢、新興的序列介面技術，以及未來序列儲存技術將面臨的挑戰及機會。
企業儲存市場的最新發展趨勢
運算系統的整體效能取決於其處理器、儲存設備與互連技術的能力。對於磁光儲存系統而言，這些能力包括整體容量與可靠性，以及資料儲存與存取的速度。因此，儲存技術的改善對於整體的系統效能是至關重要的。
不斷提高的儲存效能需求
數位圖像、聲音與影片等新興資訊來源，需要高容量且高效能的磁碟儲存設備。此類多媒體需求正逐漸的跨越傳統娛樂的界限，各種產業對於儲存效能的要求正不斷提高，其中也包括利用網路儲存X光，以及其他醫學圖像的醫療保健等行業。
傳統的商務系統也需要更強大的儲存效能。在供應鏈、客戶管理、遠端服務以及銷售業務互連工作的世界裡，企業積累了比以往更多的資料。此外，更嚴謹的管理規章也要求企業的交易資料以及其他運作資料（例如電子郵件，簡報，備忘錄等）能夠快速地被內、外部人員（稽核人員與管理者）存取。
根據市場分析機構IDC的預估，上述的工作負荷將不斷推動公司對於資料儲存的需求，而未來幾年內，這類需求將在每18到24個月內以倍數成長，促使IT經理尋求最有效的儲存方式。
新興資料型態：參考資料
以往，企業交易資料（transactional data）集通常會在特定的檢查點進行讀取、修改以及重寫。例如，公司的總賬每天或每週進行更新。這類像是公司的現金流量、原料庫存以及最終產品庫存等資料，隨時都在改變。
反之，參考資料（reference data）則是在第一次寫入後就不再改變，電子郵件是一個很好的例子。郵件在寫完後就保持原樣，它需要不斷增加的儲存空間，且必須在未來仍保持可被存取的狀態。此外，還包括其他正逐漸浮現的參考資料類型，例如先前提到的X光圖像，以及圖片、聲音與影片資料。這些新型態的資料正加入傳統資料的行列，成為企業儲存的標地物。
在效能（例如資料存取的速度）與容量之間取得平衡的過程中，參考資料需要較多的儲存空間，但對系統效能方面則要求較低，這與交易資料形成了鮮明對比。在交易處理資料中，資料集的讀/寫次數經常有可能限制了整體的系統效能。
企業儲存需求
為滿足企業的儲存需求，IT建構人員正在尋找具擴充性、高度可用性，且能保存資料完整性的產品：
• 為了增加擴充性，儲存子系統以硬碟機（Hard Disk Drives, HDDs）陣列的型態組成。透過在增加陣列中的硬碟機，便可增加儲存容量。儲存陣列可直接附加於工作站和伺服器，或是透過網路附加。不論是網路連結儲存（Network Attached Storage, NAS）及儲存區域網路（Storage Area Network, SAN）的群組儲存系統，都加強了儲存陣列以便維護，並促進更多應用。
• 資料完整性受到RAID等冗餘儲存技術（Redundant Storage Techniques）的影響。同樣的資料被寫入至一個以上的硬碟機，因此即使其中一台硬碟出現故障，儲存在另一台備用硬碟機的資料也能受到完整的保護。
• 冗餘技術也能同時解決可用性的需求，除了處理硬碟故障之外，還可協助更換出錯硬碟機的熱拔插，並自動再生複製的資料。
儲存效能與容量需求
儲存效能的需求會隨著工作量的不同而改變，且經常必須與容量需求進行取捨。以往，儲存效能是以支應交易資料的處理工作負荷能力，以及每秒鐘輸入/輸出（Input/Output per Second, IOPS）兩項變數衡量。雖然每次交易所需的資料量相對較小，但大型交易工作的IOPS通常會非常可觀。
與交易資料相比，參考資料的工作負荷對於容量的需求遠超過其對於效能的需求。除了IOPS之外，IT規劃人員還須考量儲存成本，以及偶爾存取大型資料集的成本。因此，對於參考資料的工作負荷而言，儲存需求將會從讀寫資料的速度轉為容量成本，其中也包括資料中心的儲存面積在內。
硬碟介面：ATA、SCSI及光纖通道
硬碟機若由主機裝置的介面進行劃分，則可分為ATA、SCSI及光纖通道等介面標準。圖1顯示不同介面類型硬碟機在所有應用市場中所佔的相對比例。由於ATA在桌上型與筆記型電腦運算中被大量運用，因此其在市場上佔有的比例也特別高。
圖1 不同介面硬碟機佔全球硬碟機出貨量比例，1998-2003
然而，仔細觀察磁碟機在企業儲存解決方案中所佔的市場比例，就會出現一個截然不同的市場。如圖2所示，採用SCSI與光纖通道介面的產品，在企業級儲存市場中佔了主要地位，而ATA則有逐漸成長的趨勢。雖然光纖通道在企業儲存市場中的比例小於SCSI，但仍有必要深入瞭解其安裝基地的規模。
圖2 不同介面硬碟機佔全球企業硬碟機出貨量比例，1998-2003
傳統的ATA與SCSI磁碟介面以平行方式連接，且在安裝多個硬碟機時需共用介面。光纖通道磁碟機介面是一種以共用存取的仲裁迴路拓撲（shared-access arbitrated loop topology）。如表一所示，當光纖通道磁碟機透過迴路交換器連接時，就能提供了端對端（port-to-port）的介面。ATA和SCSI的傳輸速率在過去幾年中提高了許多倍，但一般預估其發展已經到達瓶頸，不會再有進一步的發展。然而，雖然SCSI介面的3.2Gbps傳輸速率比光纖通道還快，但因為採用共用匯流排架構，一旦連接多個硬碟機，其匯流排頻寬將很快地被消耗完畢。因此，光纖迴路交換器及SAS擴充器等端對端架構的出現，將能夠解決此項瓶頸，從而減低介面速率的重要性。表1所示顯示ATA、SCSI及光纖通道協定的重要特性。
表2顯示典型桌上級與企業硬碟機的技術特性。由圖表中可以看出，較高效能的SCSI和光纖通道介面一般被應用在企業儲存系統，而ATA介面則在桌上型電腦佔了主要地位。在負荷較重的企業級應用中，與資料傳輸速率成比例的主軸轉速需要較高的速度。而桌上級硬碟則有較大的磁碟板型與較高的容量。
桌上型與企業級硬碟機的平均失效時間（mean time between failure, MTBF）有極大差距，這項特性促使某些硬碟機廠商創造出一種介於桌上型與企業級之間的硬碟機產品。但是這些產品與原有產品的主要差別僅止於MTBF與保固，以及較高的單位成本（$/GB）。
企業儲存走向新一代序列連結技術
由於平行介面在企業應用上受到諸多限制，業界便積極發展新型態的序列連結技術，以取代現行的平行介面技術。在磁碟機介面的發展上，目前正有兩種新興的序列介面正在逐漸取代兩種古老的平行介面：ATA介面將會被SATA技術所取代，而SCSI則會由SAS技術所取代。這些新型端對端技術提供更大的專屬頻寬以及更小的連接器，SAS技術也能同時支援SAS和SATA磁碟機。
雖然光纖通道介面技術仍持續在企業級儲存市場中繼續佔有優勢，尤其是儲存區域網路市場。但是，我們相信SAS技術也將在此市場中佔有一席之地。SAS與SATA磁碟機將出現在儲存中端市場之中，同時SATA磁碟機將全面取代任何用於PC、工作站和低階伺服器的ATA介面磁碟機。
在下集篇幅中，我們將會進一步介紹SAS及SATA兩種新興的序列連結儲存技術，其於企業市場方面的應用，以及所面臨的機會及挑戰。
