存储新方式SATA的出现：SATA正在增长分析报告

    影响IT基础设施决策的因素包括快速交换技术、降低或控制成本的需求、需存储的数据量，以及关于数据访问和存储方面的新规程。用户到底选择哪种技术或方案，最终的衡量标准是能否保证数据的可用性。 
  
    作为并行ATA（PATA）物理存储接口的替换技术，串行ATA（SATA）有一个十年的发展路线，此路线能够满足业界对数据转换和存储的需求。SATA技术提供了关键的可伸缩性、价格、性能、可靠性和布线组件。 
  
    SATA的优点 
  
    软件兼容
  
    由于SATA与PATA可以实现100%软件兼容，利用这项技术的用户在升级时无须担心改变当前的驱动器和操作系统。SATA引入了一个端对端接口，用来将硬盘、DVD、CD-RW驱动器等存储设备与PC主板相连（通过使用隐性连接和热插拔来实现）。端到端的接口消除了在同一电缆上进行主从访问的需要。隐性连接简化了安装，允许来自任何端口的任何电缆连接到任何磁盘驱动器。热插拔的优点在于，它允许在不关闭系统的情况下更换出现故障的磁盘驱动器。SATA的直接连接也避免了必须在主板上设置终端和跳线的麻烦。 
  
    电缆设计简化安装
  
    SATA的另外一个优点是具有较窄的电缆。由于SATA的电缆比PATA的窄，封闭空间内的气流流动更顺畅，各组件也更容易识别。窄而长（长达1米）的电缆允许用于更为通用的封闭底架设计（没有主/从之分），因此，在同量的物理空间内可以存放更多的东西。较轻的SATA电缆简化了安装过程，消除了ATA带状电缆的弯曲和交织，尽可能避免了对电缆插脚的损伤。 
  
    SATA对较低电压的支持减少了插脚的数量和主板对元件的要求。较低的电压也使SATA顺应了半导体元件尺寸越来越小的趋势。SATA电缆连接已经将40针的PATA连接减为7针。 
  
    由于SATA技术的发展越来越成熟，所有主要的磁盘驱动器公司都已经采用了SATA技术。 
  
    超越PATA 
  
    当前市场的格局是，SCSI占据企业级服务器市场的大部分，ATA主导低端服务器和工作站市场。在SATAⅠ规范刚刚发布时，可用的驱动器是有限的，主要的用户来自PC、工作站和入门级的服务器。SATA Ⅱ将分阶段交货。第一阶段又可称为认可阶段，将会更加广泛地支持入门级服务器和NAS设备。第二阶段又可称为成长阶段，将扩大对服务器、NAS和SAN环境的支持。 
  
    RAID与SCSI的结合
  
    为信息提供安全环境的通用方法是使用RAID（独立冗余磁盘阵列）技术。RAID用于大的文件服务器，比如交易或应用服务器上。在这些服务器上，数据的可访问性是很关键的，并且需要进行容错处理。如今，RAID已经普遍应用在实现CAD设计平台或是多媒体编辑与重放系统中，这些应用都需要较高的数据传输速率。对于大多数IT机构而言，实现RAID时，SCSI技术是重要的选择之一。SCSI的高可靠性和高性能为关键数据的保护和应用提供了保障。技术的进步带动PATA向SATA发展，同样，SCSI也进一步发展到了SAS（Serial Attached SCSI）。SATA和SAS的出现为用户在选择满足具体存储需求的技术时提供了更大的灵活性。

PATA与SATA的比较

    SATA与RAID的结合

    在配置简单并具有更佳成本的存储环境中，将SATA和RAID结合起来可以构成一个企业级的数据存储解决方案。SATA RAID控制器可以是基于硬件或软件的。
  
  如何根据特定的存储环境选用适合的SATA RAID控制器呢？一种用于建立SATA系统的更经济的方法是，使用具有6个端口的控制器。将这些控制器插入6个SATA驱动器就能提供千兆级的数据存储能力，而不必担心整个系统的数据传输速度。

使用SATA RAID的几种情况

    由于多数SATA控制器可以支持多种RAID级别（0、1、5、10或50），因此无论是使用具有100%数据冗余的RAID 1，还是选择具有非常高数据吞吐量的RAID 0，或者两者的结合，都是非常适合的存储方案。 
  
    另外需要注意的是在底板上使用BBU（备份电池组）的SATA控制器。在控制器间歇断电的情况下，BBU为当前存储在底板高速缓存中的数据提供了电池备份。在电源出现故障的情况下，BBU可以将高速缓存中的数据保留一段时间。一旦控制器的电源恢复，数据就可以被保存到磁盘中。这是用于数据保护的一个增强性功能，在RAID 5的应用中十分重要。 
  
    SATA的局限 
  
    经常有人问，SATA存储方案是否真的能够达到150MB/s的传输速度呢？答案是，它的确具有这种能力，但是由于目前条件所限，它还不能提供这样的速度。在目前以低价为特征的IDE/SATA市场上，驱动器制造商认为还没有必要让SATA驱动器的某些技术指标（如速度、可靠性和机械特性）达到企业级产品的水平。 
  
    虽然SATA与PATA在软件上是兼容的，但是SATA缺乏无缝地向后与已有ATA设备的兼容性。当用户从PATA移植到SATA系统时，需要对硬件驱动器、电缆和接口进行硬件改造。 
  
    另外一个局限是，当前的SATA存储方案不适用于所有的存储应用。SATA规范没有实现与高级SCSI协议相同的包括错误检测在内的一些功能特性。例如，如果一个风扇出现故障，并且温度超过了磁盘驱动器能够运行的温度范围，不会有声音或可见的提示。当前的SATA设备缺乏执行命令队列的智能，而SCSI却能够做到（每个逻辑单元可以排列等待多达256条命令）。 
  
    SATA的未来 
  
    在保持兼容性和成本优势的同时，SATA Ⅱ的功能和性能也将在SATAⅠ的基础上得到不断增强。SATA Ⅱ第一阶段的产品将支持底板互联，主要用于多个磁盘热交换、本地命令的等待队列、无序的执行/交付，以及电缆和底盘附加应用中的数据。本阶段的产品将支持入门级服务器、NAS和机架式产品的封闭管理（电扇控制、驱动器灯光、温度控制、新设备通知等）。为了能够充分利用主机带宽，当驱动器盒没有足够的SATA连接用于所有封闭驱动器时，端口倍增器的使用将会增加对多个设备连接的支持能力（多达15个）。 
  
    在第二个发展阶段，SATA Ⅱ将会逐渐完善从PATA到SATA的移植。在此阶段，数据的传输速率将进一步提高，最终达到300MB/s。用户将能够实现在如此高传输速率下的命令等待队列，以及服务器端的Active-Active拓扑结构、NAS和SAN。 
  
    遵守SATA Ⅱ（包括对驱动器盒的管理）和PCI-X是下一代SATA RAID控制器的发展方向。这些关键特性能够使SATA RAID与SCSI RAID的性能相抗衡，并且扩展了SATA RAID的使用范围，远远超出IDE RAID的范围。SATA II的其它特性还包括用于产生冗余信息的错误校正码。冗余信息可以用于数据存储和传输时的错误检测和纠正。 
  
    对于所有用户而言，用最低的成本保证系统较长的正常运行时间以及数据的安全都是十分必要的。从SATA未来的发展看，在保证低成本的前提下，它可以支持范围更广的应用，这也是SATA最吸引人的地方。 
  
    够用与更好
  
    最近一段时间，人们最热衷谈论的一个话题就是低成本SATA的应用。这种新型驱动器一出现就已经被应用到桌面以及非RAID磁盘的存储设备中。从“够用”的角度看，SATA存储设备在磁盘备份等方面的应用已经得到了初步认可。有人甚至把它当作价格昂贵的基于光纤的RAID存储设备的替代品。 
  
    但是用户必须牢记，SATA只是一个驱动器接口，它不是一个系统解决方案。对于使用SATA存储设备的利弊，来自Gartner的一份报告分析指出，“够用”通常是“更好”的对立面，而“够用”这一观念将在越来越多的存储设备采购决策中大行其道。许多用户会发现，以SATA硬盘来配置的服务器和存储系统具有相当大的价格优势；当然，相应地在性能或可靠性等方面可能会有小小的牺牲。对于使用中端或高端存储设备的在线应用而言，SCSI、光纤以及未来的SAS硬盘可能是更适合的选择。对于那些跨异构平台的复杂的企业级存储需求，仅满足于“够用”是不够的。 
  
    无论是哪种新型产品都不是万能的。用户的需求和选择标准不同也决定了产品的具体应用不同。可靠性、可用性与性能是高性能存储系统的典型属性。对于业务单一的简单应用来说，采用“够用”的存储技术就足以应付了，但对于一个在线处理系统来说,众多的交易请求必须在几秒钟内得到妥善处理, 就要求系统能够提供24×7小时的运行支持能力，它对存储设备的要求当然是“更好”。 
  
    降低成本对每一个用户来说都是必须要考虑的问题，因为许多企业都希望从投资中获得更大的价值回报，这也是低成本的SATA受欢迎的重要原因。需要指出的是，成本、性能与可靠性同等重要，不能因为一味地追求过低的成本而舍弃性能或可靠性。 
  
    在你选择是否采用SATA存储设备时，不妨先考虑以下几个问题：

• SATA存储设备将应用到哪个领域，是“够用”就好，还是应该选择“更好”；


• 接受这样一个事实，低成本系统有可能会有性能的局限或与旧系统的兼容性问题存在；


• 仔细评估系统性价比与数据一致性所能带来的益处。

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