光纖磁盤(pán)即將終結(jié)?

在存儲(chǔ)連接技術(shù)發(fā)展的歷史過(guò)程中，從IDE(ATA)、SCSI，到FC、SATA和SAS，以及近來(lái)頗受關(guān)注的SSD，人們?cè)谙硎苤夹g(shù)發(fā)展帶來(lái)的高性能、高傳輸速度和更好的連接性的同時(shí)，也不斷目睹著一代技術(shù)的消亡和新一代技術(shù)的崛起。伴隨著每一代技術(shù)的更迭替換，人們也在爭(zhēng)論和思考:誰(shuí)將是這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的贏家?

目前，圍繞著SAS(Serial Attached SCSI，串行連接SCSI)和FC(Fiber Channel，光纖通道)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界一直頗有爭(zhēng)議。支持SAS技術(shù)的人認(rèn)為，作為SCSI脫胎換骨的升級(jí)技術(shù)，SAS有望在未來(lái)取代FC技術(shù)而獨(dú)霸高端磁盤(pán)市場(chǎng);而FC技術(shù)的支持者則宣稱，F(xiàn)C在技術(shù)上的先進(jìn)性仍然毋庸置疑。

在過(guò)去的10年間，高端磁盤(pán)市場(chǎng)一直被光纖磁盤(pán)所主宰，其技術(shù)為人們所稱道，并占有很大的市場(chǎng)份額，尤其是在企業(yè)存儲(chǔ)領(lǐng)域。雖然它并沒(méi)有完全取代速度較慢的SCSI，但它很快就成為了高性能和高可用性的象征。

然而，天有不測(cè)風(fēng)云，誕生于2004年的SAS技術(shù)，使市場(chǎng)格局發(fā)生了改變。它從最初被質(zhì)疑是否是代表了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)，發(fā)展到今天成為光纖通道技術(shù)的強(qiáng)大對(duì)手，并已經(jīng)顯現(xiàn)出將取代光纖通道的大趨勢(shì)。

SAS勢(shì)不可擋

目前，在主流的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，磁盤(pán)類型主要有SAS磁盤(pán)、FC磁盤(pán)和SATA磁盤(pán)。其中，SATA磁盤(pán)性能較低，同時(shí)價(jià)格也較低，但單盤(pán)容量較高，一般用于對(duì)容量需求較大但對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合，或配置在分層存儲(chǔ)中的二層或三層存儲(chǔ)中;而SAS磁盤(pán)和FC磁盤(pán)由于具備極高的性能和可用性，通常被用于企業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵的核心應(yīng)用中。這三類磁盤(pán)的主要差別在于性能、容量和價(jià)格，在可靠性上差別不大。

SAS磁盤(pán)是從SCSI磁盤(pán)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，SCSI磁盤(pán)是傳統(tǒng)的企業(yè)級(jí)磁盤(pán)，從1981年誕生以來(lái)應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)成熟穩(wěn)定，但由于采用并行傳輸接口技術(shù)，因此在外部接口帶寬進(jìn)一步提升方面受到限制。SAS技術(shù)正是采用了串行傳輸接口技術(shù)的SCSI，因此，它既繼承了SCSI磁盤(pán)的高可靠性、穩(wěn)定性、易管理性和兼容性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又解決了SCSI磁盤(pán)接口帶寬提升受阻的問(wèn)題，是新一代更優(yōu)秀的企業(yè)級(jí)磁盤(pán)。

SAS技術(shù)誕生于2004年，其第一代技術(shù)的傳輸速度為3Gbps，之后，在2008年第四季度，速度為6Gbps的第二代SAS技術(shù)發(fā)布，按照SCSI商業(yè)協(xié)會(huì)公布的SAS技術(shù)發(fā)展路線圖，到2012年，其速度將達(dá)到12Gbps。因此，從技術(shù)的角度看，采用SAS技術(shù)的SAS磁盤(pán)將擁有廣闊的發(fā)展前景。

雖然人們?cè)谠O(shè)計(jì)存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，性能和可用性仍然是企業(yè)用戶關(guān)心的主要方面，但是，毫無(wú)疑問(wèn)，成本也已經(jīng)成為一個(gè)具有影響力的推動(dòng)因素。實(shí)際上，隨著當(dāng)前人們對(duì)成本的關(guān)注，尤其是在全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇階段，人們大大提高了對(duì)SAS的興趣，并把它看做是比光纖磁盤(pán)更實(shí)惠的替代方案。

SAS磁盤(pán)除了應(yīng)用在磁盤(pán)陣列外，還廣泛應(yīng)用于服務(wù)器。LSI公司的一位高層曾預(yù)測(cè)，SAS將會(huì)走進(jìn)100%的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器中，并會(huì)成為首選的外部磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤(pán)接口，與此同時(shí)，SAS也會(huì)在未來(lái)廣泛用于從主機(jī)端到外部存儲(chǔ)的連接。而光纖磁盤(pán)則由于其接口原因，只能應(yīng)用于磁盤(pán)陣列。

SAS應(yīng)用范圍還將拓展到整個(gè)數(shù)據(jù)中心，廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步推動(dòng)SAS磁盤(pán)和技術(shù)的發(fā)展。

光纖通道前景不妙

光纖通道技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域在于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口方面，盡管光纖磁盤(pán)具有4Gbps的傳輸速度，但第二代6Gbps SAS的問(wèn)世，使其遭受了沉重的打擊。6Gbps SAS明顯具有優(yōu)勢(shì)，它仰仗6Gbps的高速帶寬，并提供與光纖磁盤(pán)相當(dāng)?shù)男阅芎透偷膬r(jià)格，因此，光纖磁盤(pán)在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中只能甘拜下風(fēng)。

同時(shí)，由于SCSI商業(yè)協(xié)會(huì)公布的SAS未來(lái)發(fā)展路線圖指明了到2012年SAS的速度將達(dá)到12Gbps，而光纖通道盡管在4Gbps之后有8Gbps、16Gbps甚至32Gbps，可硬盤(pán)廠商并沒(méi)有計(jì)劃支持4Gbps光纖磁盤(pán)之后的升級(jí)。

固態(tài)硬盤(pán)(SSD)的出現(xiàn)并得到廠商支持，也在某種程度上侵占了光纖磁盤(pán)的市場(chǎng)份額，尤其在一些高端應(yīng)用中，用戶可能考慮用SSD替代光纖磁盤(pán)，或在分級(jí)存儲(chǔ)中，用SSD+SAS(或再+SATA)來(lái)組成二級(jí)或三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。日前，日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)(HDS)公司發(fā)布了其高端企業(yè)存儲(chǔ)陣列升級(jí)版VSP，其中采用了分級(jí)存儲(chǔ)技術(shù)，所用的存儲(chǔ)設(shè)備即為0級(jí)的SSD、1級(jí)的15krpm 2.5英寸SAS磁盤(pán)、2級(jí)的7200rpm 2TB SATA，組成三級(jí)存儲(chǔ)。這從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明，主流存儲(chǔ)廠商已經(jīng)開(kāi)始拋棄光纖磁盤(pán)而擁抱SAS了。

根據(jù)Gartner的市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè)，SATA磁盤(pán)2009年的出貨量為1530萬(wàn)臺(tái)，到2013年，將達(dá)到2120萬(wàn)臺(tái);SAS硬盤(pán)將從2009年的1750萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)為2013年的2810萬(wàn)臺(tái);而光纖磁盤(pán)2009年的出貨量為710萬(wàn)臺(tái)，之后將急劇下降，到2013年年底將徹底退出市場(chǎng);另外，企業(yè)級(jí)SSD將會(huì)從2009年的28.1萬(wàn)臺(tái)成長(zhǎng)為2013年的530萬(wàn)臺(tái)。

與SAS相比，光纖通道的優(yōu)勢(shì)在于連接距離，6Gbps SAS的連接距離是10m，而光纖通道的連接距離則是10km，不可同日而語(yǔ)，只是這一優(yōu)勢(shì)的用武之地并不多。據(jù)說(shuō)未來(lái)的SAS會(huì)在這方面加以改進(jìn)。

在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方面，光纖通道仍然是主流的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即使后端的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口已傾向于使用SAS，存儲(chǔ)控制器可以使用SAS來(lái)連接后端的磁盤(pán)擴(kuò)展柜，但依然會(huì)使用光纖通道來(lái)作為前端連入存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，這將會(huì)變?yōu)榇蠖鄶?shù)企業(yè)的解決方案。

為何選擇SAS

在SAS磁盤(pán)與光纖磁盤(pán)的競(jìng)爭(zhēng)中，SAS顯得越來(lái)越重要，其中的原因有多種，但基本上集中在三點(diǎn)。

原因之一:SAS具有更高的價(jià)值和更好的投資回報(bào)

與3Gbps SAS相比，4Gbps光纖通道通過(guò)單一I/O在單一鏈路上具有更高的吞吐能力。然而，絕大多數(shù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能很少基于單一的I/O;相反，性能的對(duì)比需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。這樣，SAS就會(huì)優(yōu)于對(duì)手。

以Hitachi AMS 2000 系列產(chǎn)品為例，它們采用SAS設(shè)計(jì)，就磁盤(pán)存取總帶寬而言，任何采用光纖通道后臺(tái)技術(shù)的模塊化存儲(chǔ)系統(tǒng)在它們面前都黯然失色。該解決方案還擁有更多的后臺(tái)鏈路，從而可以支持更多的并發(fā)I/O傳輸。對(duì)支持基于SAS的交換機(jī)架構(gòu)的AMS 2000而言，環(huán)路仲裁等待時(shí)間對(duì)它并沒(méi)有影響。相比之下，基于光纖通道仲裁環(huán)路(FC-AL)的系統(tǒng)由于共享共同的環(huán)路而使傳輸速度受到等待時(shí)間的影響。

此外，SAS始終承諾采用全雙工技術(shù)。全雙工能夠讓任何設(shè)備同時(shí)發(fā)送和接收I/O數(shù)據(jù)，它始終是人們優(yōu)選的方法。然而對(duì)光纖通道來(lái)說(shuō)，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，它可能是全雙工，也可能是半雙工。

原因之二:更好的可用性

在當(dāng)今市場(chǎng)，可用性是人們非常關(guān)心的一個(gè)方面。目前的系統(tǒng)基本都是7×24小時(shí)運(yùn)行，一年365天沒(méi)有間斷，而系統(tǒng)發(fā)生故障是任何企業(yè)都承受不起的。因此，許多用戶不惜重金，其目的就是為了確保高可用性。

與光纖通道相比，SAS不僅成本更加低廉，而且還能更有效地處理故障。它在組件層次上對(duì)故障進(jìn)行報(bào)告。這意味著，如果某個(gè)SAS鏈路上的組件出現(xiàn)故障，系統(tǒng)監(jiān)控工具就會(huì)立即發(fā)現(xiàn)故障并對(duì)故障進(jìn)行廣播和報(bào)告。對(duì)系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō)，這意味著可以更快、更輕松地發(fā)現(xiàn)哪里出現(xiàn)了故障。

相比之下，光纖通道無(wú)法在組件層次上報(bào)告故障。相反，它只能對(duì)環(huán)路層次上的故障進(jìn)行報(bào)告。這就意味著對(duì)故障進(jìn)行糾正需要更長(zhǎng)的時(shí)間，從而使可用性水平下降。

此外，SAS允許內(nèi)置更高的冗余。例如，AMS 2000系列產(chǎn)品擁有兩個(gè)SAS擴(kuò)展芯片，每個(gè)硬盤(pán)架總共可以擁有8條SAS鏈路。這意味著所有8條鏈路只有在同時(shí)出現(xiàn)故障的情況下才會(huì)失去與硬盤(pán)之間的連接。

原因之三:與SATA共存

如同SAS對(duì)SCSI磁盤(pán)來(lái)說(shuō)是一個(gè)進(jìn)步一樣，SATA(串行ATA)磁盤(pán)是ATA磁盤(pán)的一個(gè)革命性的進(jìn)步。SATA和SAS都采用串行技術(shù)，所以，與采用并行技術(shù)的ATA和SCSI磁盤(pán)相比，數(shù)據(jù)傳輸速度更快。

SATA在ATA的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，并將繼續(xù)成為磁盤(pán)接口的主流技術(shù)，而對(duì)PC和初級(jí)服務(wù)器來(lái)說(shuō)，成本是主要的考慮方面。SAS在SCSI的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，被視為企業(yè)級(jí)磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤(pán)接口技術(shù)。

現(xiàn)在通過(guò)SAS和SATA磁盤(pán)接口，系統(tǒng)管理員可以自由地對(duì)它們進(jìn)行混合或者根據(jù)業(yè)務(wù)需求和預(yù)算情況選擇磁盤(pán)。系統(tǒng)通過(guò)SAS規(guī)范的SATA通道協(xié)議將SATA指令封裝進(jìn)SAS指令集內(nèi)，這樣，系統(tǒng)管理員就可以先使用SATA硬盤(pán)，在真正需要SAS硬盤(pán)的時(shí)候還可以使用SAS硬盤(pán)。

例如，AMS 2000同時(shí)支持SAS和SATA硬盤(pán)接口，并且可以讓系統(tǒng)管理員在可以容納15塊硬盤(pán)的機(jī)箱內(nèi)對(duì)兩種硬盤(pán)進(jìn)行混合使用，從而不僅可以簡(jiǎn)化布線工作，而且還可以省去購(gòu)買(mǎi)成本高昂的特殊硬盤(pán)架的成本。

雖然可以通過(guò)接口加密程序或者FATA將光纖通道和SATA硬盤(pán)安裝在同一個(gè)硬盤(pán)架內(nèi)，然而，它們需要進(jìn)行從光纖通道向SATA的I/O轉(zhuǎn)換。這樣不僅會(huì)引發(fā)額外的成本，而且還會(huì)導(dǎo)致性能下降。而SAS則可以輕松克服這些缺點(diǎn)。

在存儲(chǔ)業(yè)界的不斷推動(dòng)和努力下，SAS將很快在可靠性和傳輸速率方面與光纖通道技術(shù)一爭(zhēng)高下。SAS逐漸替代光纖接口技術(shù)已經(jīng)成為存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)趨勢(shì)，這一趨勢(shì)能否變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，則完全取決于各個(gè)存儲(chǔ)廠商，尤其是主流廠商能否在SAS技術(shù)部署上先發(fā)制人，并說(shuō)服客戶為此買(mǎi)單。

技術(shù)上的推陳出新推動(dòng)著IT應(yīng)用的成熟以及整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，這是技術(shù)演變的趨勢(shì)，也是歷史發(fā)展的規(guī)律。從SAS技術(shù)當(dāng)前的表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，無(wú)可否認(rèn)SAS取代FC成為企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)的主角正逐步成為現(xiàn)實(shí)。