IDC 儲存研究部門專案總監 Dave Reinsel
（註：文章中所有數據及資料均由LSI Logic及Maxtor公司所提供）
在上集文章中，我們介紹了企業儲存市場發展的趨勢，以及目前被廣泛使用的平行介面解決方案。在本集中，我們將正式進入序列連結技術的領域，進一步介紹SAS與SATA技術，以及未來序列儲存技術將面臨的挑戰及機會。
SAS與SATA：SCSI與ATA技術的新一代延伸
新型態的序列技術將取代傳統的SCSI及ATA硬碟的平行互連技術，而SAS與SATA正式將分別取代SCSI與ATA的新一代序列連結技術。接下來，我們將針對SAS和SATA技術的特性與功能做詳細的描述，並分析此兩種技術將如何相互配合與競爭，以及此兩種技術如何與採用光纖通道的儲存子系統相互運用。
SAS介面
SAS標準制訂工作自2001年開始蓬勃發展，當時的LSI Logic，與HP、Maxtor以及Seagate開始合作參予一項制訂標準的計畫。2002年，SCSI商業協會（SCSI Trade Association）成為該標準的所有者，並開始著手將此標準在市場上推廣。2004年，該組織首次發佈了針對3Gbps的專用互連頻寬標準，並規劃制定並推動6Gbps及1.2GBps的後續標準。這就是SAS標準的最初由來。
SAS支援許多為企業級儲存應用量身訂做的強大功能。該協定支援雙埠硬碟機，且就軟體角度而言，之前的SCSI指令仍能完整地保留下來。透過八公尺以下的電纜，SAS就能用來在伺服器機架中連接硬碟，或在相鄰的機架中連接硬碟機陣列。如SCSI硬碟機一般，SAS硬碟機通常具備雙埠，以及10,000rpm與15,000rpm的高效能。
SATA介面
SATA標準的出現，取代了1985年首次發佈的平行ATA協議，成為廣泛使用於一般PC的後續介面技術。如今，序列ATA成為一種端對端的專用1.5Gbps互連技術。SATA支援長達一公尺的電纜，適用於PC、筆記型電腦、工作站以及入門級伺服器。一般的SATA硬碟機為單埠設計，其速度為7,200rpm。
SATA系統是針對桌上型及筆記型電腦的低成本需求所設計，同時仍提供一些較高階的功能特性，使這項技術也適用於企業的第二層儲存。我們認為對於高階市場而言，如何將SATA設計至儲存系統內，是極為重要的。一個磁碟陣列可輕易地將低可靠性、高容量的硬碟整合為一個健全的儲存叢集。磁碟機廠商充分了解客戶無法接受可靠性低的儲存系統，也意識到大眾對於ATA硬碟等同於「低可靠性」的普遍認知。針對此問題，像是Maxtor等廠商已開始銷售一系列(S)ATA硬碟機產品，以可提供較高的可靠性，並扭轉客戶及消費者的認知。
SAS與SATA的比較
表3針對SAS、SATA與光纖通道硬碟機的技術特性做比較。其中最重要的一點是SAS與SATA可提供新一代硬碟機所需的較高專用頻寬，例如端對端應用。此外，由於序列互連需要較小型的電纜與連接器，對於筆記型電腦以及工作站的部署而言，更能使實體的連接與電纜佈線更為簡潔。
此外，雖然SATA及SAS與現行的平行版本在硬體方面無法相容，但這些新的序列介面提供了軟體上的連續性，也可滿足新一代硬碟機對於高容量與高資料速率的需求。
值得注意的是，SAS介面協定的設計包含了高階功能，可滿足高階企業儲存的需求，此外還可控制SATA硬碟，使SAS介面成為系統OEM廠商在設計系統架構時的一項頗具吸引力的選擇。
一、SAS與SATA連接器
SAS與SATA硬碟機的插頭與背板連接器，在用途上極為相似。此外，單一的SAS控制器就可提供SAS與SATA連接器的插槽。圖3描述了SAS與SATA連接器之間的異同。
圖3 SAS與SATA連接器（SAS、SATA，以及SAS背板插座連接器）
由於SAS控制器能兼容SAS硬碟機（I/O密度較高）與SATA硬碟機（容量密度較高）的特性，使得系統設計者能在兩種硬碟機之間，根據價格/效能或容量/效能等標準進行權衡及取捨。在需要低成本且高容量的儲存應用時，可選用SATA硬碟機；而在講究高可用性與效能的應用中，則需採用SAS硬碟機。透過SAS與SATA硬碟機的搭配使用，SAS控制器能完美的滿足各種工作負荷量，以及不同等級資料關鍵性，對儲存效能的需求。
二、尺吋與SAS硬碟機
某些硬碟機廠商已開始將2.5吋的企業級硬碟機納入至其產品線當中。由於SAS（相較於SCSI）使用的連接器與電纜尺寸較小，因此採用2.5吋硬碟機的SAS儲存系統將可大幅縮小其尺寸，並可裝配至IU RAID 5伺服器、機架最佳化的伺服器，以及其他儲存解決方案，進而提高I/O密度。
小結
SAS為目前最有潛力取代SCSI的技術。IDC預估SAS將被應用於直接連結儲存（DAS）、位於伺服器附近的儲存陣列（如機架型應用），以及SAN與NAS設備中的互連技術。
序列連結技術市場分析
對於儲存技術的發展而言，在ATA與SCSI硬碟機上產生的序列改變為極重要的一步。下一代硬碟機需要的不僅是更高的頻寬，同時也需要較小的電纜與連接器，使硬碟機能夠達到更高的儲存密度。
機會
客戶對於高容量與高效能儲存的持續需求，為儲存系統供應商帶來了極大的機會。隨著日益強大的伺服器對儲存系統有更高的要求，儲存產業也須不斷地發展，以保持電腦運算的平衡。為了使整體系統達到最高的傳輸量，客戶將因此求速度更快、容量更大的儲存系統。
SAS是SCSI硬碟應用的一項自然衍生出來的後續技術。SCSI在內部儲存以及直接連結儲存中所具備的優勢，對SAS而言是一項益處。此外，由於小型企業級硬碟與SAS之間的關係緊密，使得SAS介面技術得以持續地應用在企業儲存產品。
透過SAS與SATA硬碟機的組合，儲存系統供應商將可更準確地滿足用戶對於技術方面的需求，而省去在互連標準間轉換資料所需的成本，同時也能避免其複雜性。IDC預估SAS與SATA硬碟機的組合將為工作站及伺服器採用，而OEM廠商以及組裝電腦供應商也將努力尋求各種途徑，利用SAS/SATA陣列組合所提供的靈活性來設計產品。
終端用戶正在追求企業儲存系統中的無縫整合，可提供跨平台功能、高可靠性，以及具成本效益的管理。為使這些系統可成功運作，SAS與SATA介面扮演了重要的角色。供應商將有機會使系統具備更強大的能力、更高的成本效益，且可更容易運用。
挑戰
OEM廠商必須了解，設計一個可成功地被應用於市場上以及資料中心的儲存系統，是一項非常大的挑戰，尤其是企業級的儲存產品。在過往，許多NAS公司嘗試在企業儲存應用中採用低成本元件，但失敗的案例比比皆是。其帶來的教訓是，具成本效益的企業級儲存不單只包括低成本元件。成功的儲存產品須由不同的硬體建構而成，且須利用精密的軟體來進行管理或降低複雜性。如果儲存系統過於複雜，用戶可能因此選擇改買廉價的全功能伺服器，以避免使用他們不熟悉、且難以部署與維護的網路儲存設備。
SAS提供的價值，包括介面能力、路線圖，以及與SATA之間的互通性，必須先獲得OEM廠商與終端用戶的接受與信任，才能夠在市場上成功。而SATA將會是用於PC的下一代硬碟機介面，因此其在PC市場上的接受度是一定的。從平行SCSI轉移至SAS介面作為安裝於伺服器的磁碟介面，將能確保其技術在企業級磁碟機中的可行性。然而，在企業儲存市場中，若要成為用於外部磁碟陣列的互連技術，SAS將會面臨強大競爭者-光纖通道的挑戰。
為了使互補的產品與協定能夠共同生存，SAS社群須避免助長技術間的競爭行為。OEM廠商與終端用戶必須了解，SAS、SATA與光纖通道的互連技術將會共存。IDC認為，投入於光纖通道基礎架構上的幾十億美元資金，將鞏固光纖通道在未來的應用，而我們認為SAS及SATA將與光纖通道共存，成為企業級磁碟機介面。
組裝磁碟陣列的OEM廠商與終端採購客戶有不同的需求，須仔細區別。客戶不會在意陣列中所採用的磁碟為光纖通道或是SAS介面技術。相反地，要說服OEM廠商從光纖通道轉移至SAS介面，將需要極為充分的理由。這樣的轉換將增加新的設計成本，且破壞現有的穩定配置，甚至提高磁碟陣列元件的成本，因此廠商須認真地評估長期的ROI與TCO。在仲裁迴路中分隔出錯的困難，以及共用頻寬的限制，正迫使OEM廠商開始考慮使用光纖通道迴路交換器或SAS的端對端解決方案。執行這些解決方案的成本與困難將是廠商在規劃下一代儲存系統時，需要仔細考量的。
無縫隙整合與互通性也是SAS標準的重要目標。對於SAS社群而言，達成這些目標將是一個關鍵性挑戰。若不同廠商的SAS產品無法互通，將會導致SAS功能的缺失。
此外，OEM廠商必須成功地包裝SAS技術產品，讓用戶能夠注意到SAS既具成本效益，又容易操作。客戶不願接受難以運用的廉價產品，因為資料中心的決策須著重於過程中所產生的運作費用，而不是最初的購買價格。用戶也正在尋求企業級儲存系統的無縫隙整合，可提供跨平台功能性、可靠性，以及成本效益。雖然SAS與SATA扮演了重要角色，這些技術也須有儲存系統軟體的支援，進而降低系統複雜性並降低配置成本。
迎接挑戰
SCSI商業聯合會、SAS硬碟機供應商及OEM廠商正在努力合作擬定路線圖（如對外聲明的未來改善里程碑）、基準（如測驗工作量的標準效能基準），以及提供實際證明（如實際生產量的容量與效能基準），以使其產品能獲得大眾信任。按時達成路線圖中的里程碑將會是一大關鍵，尤其是在初期的幾年之內。
許多廠商已在2004年底與2005年初推出的標準高容量（SHV）伺服器空間的產品中（也就是採用英特爾處理器的伺服器），採用SAS介面。SAS已獲得ANSI採納作為標準，且初期的產品發布也將協助市場成長。
對於那些期盼整體IT元件的價格效能比可能得到提升的用戶，SAS與SATA儲存的低成本解決方案，將能夠獲得他們的青睞。客戶將要求系統提供高品量與可靠性，並期望OEM廠商能夠確保新的SAS儲存系統已做好完善準備，以便應用於企業儲存中。
此外，系統OEM廠商應探究SAS與SATA硬碟在同一系統架構中的獨特性，透過完美運作的硬體，以及提供相互功能與有效資料儲存管理的軟體，為最終用戶提供最高的靈活性與效率。
最後，SAS與SATA供應商以及OEM廠商不應忽視許多用戶已大量建置的光纖通道基礎建設。雖然SAS與SATA預計將為企業儲存市場帶來競爭，但它們仍無法大規模地取代光纖通道技術。光纖通道與SAS將會成為高效能介面，主要應用於大交易量的環境中，而SATA將成為較低效能的介面，適用於低交易量的儲存環境。業者將須明確地傳達並教育用戶這些介面該應用於何處，且該如何有效地進行建置。
結論
在未來幾年內，採用SAS與SATA介面的儲存系統的市場將持續擴大。這些技術不僅可提高儲存系統的價格效能比，更可將儲存工作量與其需要的硬碟儲存設備做更完善的搭配。IDC鼓勵OEM廠商與儲存消費者持續注意產品發展進度，並仔細評估採用這兩項新標準的儲存系統所帶來的初期使用經驗。
（註：文章中所有數據及資料均由LSI Logic及Maxtor公司所提供）
在上集文章中，我們介紹了企業儲存市場發展的趨勢，以及目前被廣泛使用的平行介面解決方案。在本集中，我們將正式進入序列連結技術的領域，進一步介紹SAS與SATA技術，以及未來序列儲存技術將面臨的挑戰及機會。
SAS與SATA：SCSI與ATA技術的新一代延伸
新型態的序列技術將取代傳統的SCSI及ATA硬碟的平行互連技術，而SAS與SATA正式將分別取代SCSI與ATA的新一代序列連結技術。接下來，我們將針對SAS和SATA技術的特性與功能做詳細的描述，並分析此兩種技術將如何相互配合與競爭，以及此兩種技術如何與採用光纖通道的儲存子系統相互運用。
SAS介面
SAS標準制訂工作自2001年開始蓬勃發展，當時的LSI Logic，與HP、Maxtor以及Seagate開始合作參予一項制訂標準的計畫。2002年，SCSI商業協會（SCSI Trade Association）成為該標準的所有者，並開始著手將此標準在市場上推廣。2004年，該組織首次發佈了針對3Gbps的專用互連頻寬標準，並規劃制定並推動6Gbps及1.2GBps的後續標準。這就是SAS標準的最初由來。
SAS支援許多為企業級儲存應用量身訂做的強大功能。該協定支援雙埠硬碟機，且就軟體角度而言，之前的SCSI指令仍能完整地保留下來。透過八公尺以下的電纜，SAS就能用來在伺服器機架中連接硬碟，或在相鄰的機架中連接硬碟機陣列。如SCSI硬碟機一般，SAS硬碟機通常具備雙埠，以及10,000rpm與15,000rpm的高效能。
SATA介面
SATA標準的出現，取代了1985年首次發佈的平行ATA協議，成為廣泛使用於一般PC的後續介面技術。如今，序列ATA成為一種端對端的專用1.5Gbps互連技術。SATA支援長達一公尺的電纜，適用於PC、筆記型電腦、工作站以及入門級伺服器。一般的SATA硬碟機為單埠設計，其速度為7,200rpm。
SATA系統是針對桌上型及筆記型電腦的低成本需求所設計，同時仍提供一些較高階的功能特性，使這項技術也適用於企業的第二層儲存。我們認為對於高階市場而言，如何將SATA設計至儲存系統內，是極為重要的。一個磁碟陣列可輕易地將低可靠性、高容量的硬碟整合為一個健全的儲存叢集。磁碟機廠商充分了解客戶無法接受可靠性低的儲存系統，也意識到大眾對於ATA硬碟等同於「低可靠性」的普遍認知。針對此問題，像是Maxtor等廠商已開始銷售一系列(S)ATA硬碟機產品，以可提供較高的可靠性，並扭轉客戶及消費者的認知。
SAS與SATA的比較
表3針對SAS、SATA與光纖通道硬碟機的技術特性做比較。其中最重要的一點是SAS與SATA可提供新一代硬碟機所需的較高專用頻寬，例如端對端應用。此外，由於序列互連需要較小型的電纜與連接器，對於筆記型電腦以及工作站的部署而言，更能使實體的連接與電纜佈線更為簡潔。
此外，雖然SATA及SAS與現行的平行版本在硬體方面無法相容，但這些新的序列介面提供了軟體上的連續性，也可滿足新一代硬碟機對於高容量與高資料速率的需求。
值得注意的是，SAS介面協定的設計包含了高階功能，可滿足高階企業儲存的需求，此外還可控制SATA硬碟，使SAS介面成為系統OEM廠商在設計系統架構時的一項頗具吸引力的選擇。
一、SAS與SATA連接器
SAS與SATA硬碟機的插頭與背板連接器，在用途上極為相似。此外，單一的SAS控制器就可提供SAS與SATA連接器的插槽。圖3描述了SAS與SATA連接器之間的異同。
圖3 SAS與SATA連接器（SAS、SATA，以及SAS背板插座連接器）
由於SAS控制器能兼容SAS硬碟機（I/O密度較高）與SATA硬碟機（容量密度較高）的特性，使得系統設計者能在兩種硬碟機之間，根據價格/效能或容量/效能等標準進行權衡及取捨。在需要低成本且高容量的儲存應用時，可選用SATA硬碟機；而在講究高可用性與效能的應用中，則需採用SAS硬碟機。透過SAS與SATA硬碟機的搭配使用，SAS控制器能完美的滿足各種工作負荷量，以及不同等級資料關鍵性，對儲存效能的需求。
二、尺吋與SAS硬碟機
某些硬碟機廠商已開始將2.5吋的企業級硬碟機納入至其產品線當中。由於SAS（相較於SCSI）使用的連接器與電纜尺寸較小，因此採用2.5吋硬碟機的SAS儲存系統將可大幅縮小其尺寸，並可裝配至IU RAID 5伺服器、機架最佳化的伺服器，以及其他儲存解決方案，進而提高I/O密度。
小結
SAS為目前最有潛力取代SCSI的技術。IDC預估SAS將被應用於直接連結儲存（DAS）、位於伺服器附近的儲存陣列（如機架型應用），以及SAN與NAS設備中的互連技術。
序列連結技術市場分析
對於儲存技術的發展而言，在ATA與SCSI硬碟機上產生的序列改變為極重要的一步。下一代硬碟機需要的不僅是更高的頻寬，同時也需要較小的電纜與連接器，使硬碟機能夠達到更高的儲存密度。
機會
客戶對於高容量與高效能儲存的持續需求，為儲存系統供應商帶來了極大的機會。隨著日益強大的伺服器對儲存系統有更高的要求，儲存產業也須不斷地發展，以保持電腦運算的平衡。為了使整體系統達到最高的傳輸量，客戶將因此求速度更快、容量更大的儲存系統。
SAS是SCSI硬碟應用的一項自然衍生出來的後續技術。SCSI在內部儲存以及直接連結儲存中所具備的優勢，對SAS而言是一項益處。此外，由於小型企業級硬碟與SAS之間的關係緊密，使得SAS介面技術得以持續地應用在企業儲存產品。
透過SAS與SATA硬碟機的組合，儲存系統供應商將可更準確地滿足用戶對於技術方面的需求，而省去在互連標準間轉換資料所需的成本，同時也能避免其複雜性。IDC預估SAS與SATA硬碟機的組合將為工作站及伺服器採用，而OEM廠商以及組裝電腦供應商也將努力尋求各種途徑，利用SAS/SATA陣列組合所提供的靈活性來設計產品。
終端用戶正在追求企業儲存系統中的無縫整合，可提供跨平台功能、高可靠性，以及具成本效益的管理。為使這些系統可成功運作，SAS與SATA介面扮演了重要的角色。供應商將有機會使系統具備更強大的能力、更高的成本效益，且可更容易運用。
挑戰
OEM廠商必須了解，設計一個可成功地被應用於市場上以及資料中心的儲存系統，是一項非常大的挑戰，尤其是企業級的儲存產品。在過往，許多NAS公司嘗試在企業儲存應用中採用低成本元件，但失敗的案例比比皆是。其帶來的教訓是，具成本效益的企業級儲存不單只包括低成本元件。成功的儲存產品須由不同的硬體建構而成，且須利用精密的軟體來進行管理或降低複雜性。如果儲存系統過於複雜，用戶可能因此選擇改買廉價的全功能伺服器，以避免使用他們不熟悉、且難以部署與維護的網路儲存設備。
SAS提供的價值，包括介面能力、路線圖，以及與SATA之間的互通性，必須先獲得OEM廠商與終端用戶的接受與信任，才能夠在市場上成功。而SATA將會是用於PC的下一代硬碟機介面，因此其在PC市場上的接受度是一定的。從平行SCSI轉移至SAS介面作為安裝於伺服器的磁碟介面，將能確保其技術在企業級磁碟機中的可行性。然而，在企業儲存市場中，若要成為用於外部磁碟陣列的互連技術，SAS將會面臨強大競爭者-光纖通道的挑戰。
為了使互補的產品與協定能夠共同生存，SAS社群須避免助長技術間的競爭行為。OEM廠商與終端用戶必須了解，SAS、SATA與光纖通道的互連技術將會共存。IDC認為，投入於光纖通道基礎架構上的幾十億美元資金，將鞏固光纖通道在未來的應用，而我們認為SAS及SATA將與光纖通道共存，成為企業級磁碟機介面。
組裝磁碟陣列的OEM廠商與終端採購客戶有不同的需求，須仔細區別。客戶不會在意陣列中所採用的磁碟為光纖通道或是SAS介面技術。相反地，要說服OEM廠商從光纖通道轉移至SAS介面，將需要極為充分的理由。這樣的轉換將增加新的設計成本，且破壞現有的穩定配置，甚至提高磁碟陣列元件的成本，因此廠商須認真地評估長期的ROI與TCO。在仲裁迴路中分隔出錯的困難，以及共用頻寬的限制，正迫使OEM廠商開始考慮使用光纖通道迴路交換器或SAS的端對端解決方案。執行這些解決方案的成本與困難將是廠商在規劃下一代儲存系統時，需要仔細考量的。
無縫隙整合與互通性也是SAS標準的重要目標。對於SAS社群而言，達成這些目標將是一個關鍵性挑戰。若不同廠商的SAS產品無法互通，將會導致SAS功能的缺失。
此外，OEM廠商必須成功地包裝SAS技術產品，讓用戶能夠注意到SAS既具成本效益，又容易操作。客戶不願接受難以運用的廉價產品，因為資料中心的決策須著重於過程中所產生的運作費用，而不是最初的購買價格。用戶也正在尋求企業級儲存系統的無縫隙整合，可提供跨平台功能性、可靠性，以及成本效益。雖然SAS與SATA扮演了重要角色，這些技術也須有儲存系統軟體的支援，進而降低系統複雜性並降低配置成本。
迎接挑戰
SCSI商業聯合會、SAS硬碟機供應商及OEM廠商正在努力合作擬定路線圖（如對外聲明的未來改善里程碑）、基準（如測驗工作量的標準效能基準），以及提供實際證明（如實際生產量的容量與效能基準），以使其產品能獲得大眾信任。按時達成路線圖中的里程碑將會是一大關鍵，尤其是在初期的幾年之內。
許多廠商已在2004年底與2005年初推出的標準高容量（SHV）伺服器空間的產品中（也就是採用英特爾處理器的伺服器），採用SAS介面。SAS已獲得ANSI採納作為標準，且初期的產品發布也將協助市場成長。
對於那些期盼整體IT元件的價格效能比可能得到提升的用戶，SAS與SATA儲存的低成本解決方案，將能夠獲得他們的青睞。客戶將要求系統提供高品量與可靠性，並期望OEM廠商能夠確保新的SAS儲存系統已做好完善準備，以便應用於企業儲存中。
此外，系統OEM廠商應探究SAS與SATA硬碟在同一系統架構中的獨特性，透過完美運作的硬體，以及提供相互功能與有效資料儲存管理的軟體，為最終用戶提供最高的靈活性與效率。
最後，SAS與SATA供應商以及OEM廠商不應忽視許多用戶已大量建置的光纖通道基礎建設。雖然SAS與SATA預計將為企業儲存市場帶來競爭，但它們仍無法大規模地取代光纖通道技術。光纖通道與SAS將會成為高效能介面，主要應用於大交易量的環境中，而SATA將成為較低效能的介面，適用於低交易量的儲存環境。業者將須明確地傳達並教育用戶這些介面該應用於何處，且該如何有效地進行建置。
結論
在未來幾年內，採用SAS與SATA介面的儲存系統的市場將持續擴大。這些技術不僅可提高儲存系統的價格效能比，更可將儲存工作量與其需要的硬碟儲存設備做更完善的搭配。IDC鼓勵OEM廠商與儲存消費者持續注意產品發展進度，並仔細評估採用這兩項新標準的儲存系統所帶來的初期使用經驗。
