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硬盘串行元年——Serial ATA主题评测

(本专题主要内容已刊载于《计算机世界》2003年1月20日B4~B11版)

毫无疑问,Serial ATA的产品化是2002年略显平淡的3.5英寸ATA硬盘市场最大的亮色——Seagate推出了第一款本机(Native)Serial ATA硬盘Barracuda SATA Ⅴ,Maxtor的 DiamondMax Plus 9和MaXLine Ⅱ/MaXLine Plus Ⅱ则率先将Serial ATA与单碟80GB结合在一起。2002年12月,Barracuda SATA Ⅴ终于在市场上现身,而DiamondMax Plus 9串行版本的供货虽尚需时日,但其并行版本也能够让我们更为全面地评估Serial ATA的效能。有鉴于此,《计算机世界》评测实验室在第一时间组织了包括最新的Ultra ATA和Serial ATA硬盘、控制卡及RAID卡在内的本次主题评测,献给即将由Serial ATA开创的串行存储接口时代!

从2001年第11期《世纪飞旋——16款新型硬盘驱动器横向评测》算起,《计算机世界》已有近两年的时间没有组织3.5英寸ATA硬盘的横向评测了。然而,作为那次横向评测的策划者兼主要执行人,笔者的视线一直没有远离硬盘产品和技术的发展进程。

在这段时期,3.5英寸ATA硬盘的单碟容量(由20GB)提高到了40GB,并出现了Big Drives(48位LBA寻址,把硬盘容量上限提高到144PB)、Fast Drives(Ultra ATA/133)和8MB缓存等“新生事物”。48位LBA寻址突破了阻碍ATA硬盘容量继续攀升的137GB限制,不过其实际意义与以往的跨越528MB、2.1GB、8.4GB和32GB等关卡并无本质区别,对它的测试只能是验证性的(《Fast Drives+BigDrives:艰苦的测试》);Ultra ATA/133注定只是一个厂商标准——单纯提高接口速率已不能让并行ATA的命运有任何改观,我们的测试更证明了这一点(《Fast Drives――Maxtor D740X Ultra ATA/133硬盘》);就连深受我们推崇的8MB缓存(《青出于蓝-8MB缓存的WD1000BB-SE硬盘》),也因单碟容量40GB时代只有WD一家采用而不具备普遍性。有鉴于此,赵效民的《单碟40GB硬盘――决战中的较量》能够超越简单导购文章的范畴实属难能可贵。不过,若想在测试中体现出技术上的全面突破,还须耐心等待时机。

厂商变局

在2002年的大部分时间里,3.5英寸ATA硬盘领域给人的感觉与场外因素远比球队表现更引人注目的韩日世界杯颇有几分相似。

最先登场的是IBM:继3月初将规格为40GB的IBM Deskstar 120GXP交给由长城科技公司投资的易拓科技(ExcelStor Technology)公司生产之后,4月16日又宣布与日立(Hitachi)就合并双方硬盘驱动器业务达成初步协议!最终协议在6月4日通过,并于11月27日获美联邦交易委员会批准。2003年1月6日名为Hitachi Global Storage Technologies(日立全球存储技术)的新公司成立,当天还发布了20GB/40GB的1.8英寸硬盘和4GB的Microdrive。为合并所累也好,产品战略改变也罢,一年来已改姓Hitachi的IBM硬盘在3.5英寸(包括SCSI)市场的地位继续下降是不争的事实。

WD除了将8MB缓存向低容量产品普及之外,还率先将硬盘容量提升至200GB(3碟);虽然早已有了Serial ATA硬盘的样品,但该公司似乎更热衷于外置式硬盘。韩国三星(Samsung)制造设备精良,并抢在Seagate之前发布了单碟60GB的5400RPM硬盘,不过影响终究有限。如果再算上2001年就决意放弃3.5英寸ATA产品线的富士通(Fujitsu),该领域具备一定竞争力的厂商真是越来越少了。

即便你只关心能否买到更好、更便宜的硬盘而不管它出自何方,相信也会被Maxtor、Seagate及WD决定从10月1日起将主流3.5英寸ATA硬盘的保修期从三年减为一年的消息所触动。三家主要供应商均认为此举意在让桌面型硬盘与全球或区域OEM厂商所提供PC整机的保修期限相等,使“我们顾客的保修服务与电脑业界的标准相同”,但硬盘行业的利润今非昔比却已是人所共知。

2002年,烦心的事儿还真不少。

串行起步

当然,2002年的3.5英寸ATA硬盘市场留给我们的也不全是灰色的记忆。作为Serial ATA一贯的积极推动者,Seagate在6月24日将单碟60GB的Barracuda ATA Ⅴ投放市场时宣布将于秋季推出其Serial ATA版本的消息并不出人意料——春季IDF上我们已经见过名为Barracuda ATA ⅤS的样品了,Native Serial ATA方案是它最大的宣传点。如今,Barracuda SATA Ⅴ成为业界第一款实现量产的Serial ATA硬盘。

然而,进入9月之后我们盼来的却是Maxtor的6款单碟80GB硬盘,其中主流7200RPM产品DiamondMax Plus 9和面向企业级应用的MaXLine Ⅱ/MaXLine Plus Ⅱ均有Serial ATA版本,在10月的VTF(威盛科技论坛)和Maxtor亚太地区媒体讨论会上都展示了相应的样品。当然,在产品上市的时间上,Seagate最终没有让桂冠旁落。

与Serial ATA结伴而来的是8MB缓存的全面推广,而日渐成熟的FDB(液动轴承)马达也成为了这些产品的标配。不过,Serial ATA初级阶段的特性决定了它只能“让一部分人先富起来”——硬盘集中在3.5英寸ATA市场的高端(除容量从250GB起步的MaXLine Ⅱ外均为7200RPM/8MB),主机控制器方面清一色的附加卡(PCI)方案,普通用户尚无福(也暂时没有必要)消受。

Serial ATA的发展前景

根据IDC 2002年的预测,2003年Serial ATA将占到3.5英寸ATA硬盘市场的10%,而随着2003年中期核心逻辑(芯片组的南桥,或Intel所称的ICH)集成对Serial ATA的支持以“砍去”本就不应由消费者承担的附加成本,加上主要硬盘供应商的全力投入,到2004年Serial ATA将攻下超过35%的市场份额,并在2005年将这个数字进一步提高到70%,取代现行的Ultra ATA成为名副其实的主流产品。再考虑到和Serial ATA有着血缘关系的Serial Attached SCSI(SAS,见笔者《计算机世界》2002年第28期B1~B11版《ATA串起SCSI》专题)也要在2004年进入产品化阶段,将2003年称为“硬盘串行元年”毫不为过。

串行起兮云飞扬,安得硬盘兮守四方!<

在过去的一年中,笔者一再重申这样的观点:Serial ATA不是简单的接口规格变更,它在将(相对SCSI而言)低成本的ATA硬盘“扩编”为企业级存储市场生力军的计划中起着举足轻重的作用。立足于这一思想,我们构划了一个对3.5英寸ATA硬盘来说有些过于“奢侈”的测试计划。

测试环境

华硕P4GE-V主板

桌面级平台显然是必备的,我们选择了华硕的P4GE-V主板,它基于Intel 845GE芯片组,集成Extreme显示引擎,对于硬盘测试来说这已经足够了。P4GE-V获得我们青睐的根本原因在于其板载的Promise PDC20376控制芯片——具有1个Ultra ATA/133接口和2个SATA 150接口,可以更公平地对比两者之间的性能差异。

超微X5DAE主板

企业级平台是本次测试的亮点所在,在此要特别感谢超微产品中国区总代理北京强氧科技有限公司提供的Super X5DAE主板、2.0GHz Intel Xeon(400MHz FSB)处理器和1GB Kingston ECC Registered DDR SDRAM(512MB×2)。X5DAE基于Intel E7505芯片组,是X5DA8(《计算机世界》2002年第49期B16版《主流工作站的基石——超微Super X5DA8主板》)去掉AIC-7902W的版本,我们要用其PCI-X插槽考验Serial ATA RAID卡的能力。至于丽台WinFast GeForce3 TDH……对IOMeter来说只是一块显卡而已。

参测硬盘

还需要重申吗?本次主题评测的核心是Serial ATA,Barracuda SATA Ⅴ和用来对比的Barracuda ATA Ⅴ肯定是主角。不过,虽然Maxtor单碟80GB硬盘的Serial ATA版本要3月份才能供货,但现在对其Ultra ATA/133版本进行测试可以帮助我们更为全面地认识Serial ATA的现状和影响硬盘性能的主要因素。考虑到评估Serial ATA RAID的需要,我们征集的Barracuda SATA Ⅴ有4块之多——在新产品上市初期,需要多方配合才能做到这一点。

参测控制卡

SIIG Serial ATA PCI卡

现在还没有任何一款主板芯片组集成Serial ATA支持,因此独立的主机控制器必不可少。除华硕P4GE-V板载的Promise FastTrak 376(即PDC20376)和Seagate提供的SIIG Serial ATA PCI卡之外,还有Promise Technology(乔鼎资讯)北京办事处提供的FastTrak S150 TX4和FastTrak S150 SX4(样品)两款RAID卡,以及3ware RAID卡代理广源行有限公司提供的Escalade 8500-8 Serial ATA RAID卡。

测试原则及方法

VeriTest的WinBench 99 v2.0、Business Winstone 2002 v1.0.1和Multimedia Content Creation Winstone v1.0仍然是我们本次测试的重头,突发传输率则依靠HDTach v2.61。作为测试ATA硬盘最常用的BenchMark测试集,WinBench 99 v2.0中的Business Disk Winmark 99和High-End Disk Winmark 99因长期没有更新而备受怀疑,某些网上媒体甚至以此为由将安装操作系统和整盘Ghost所需的时间作为评估硬盘性能的惟一标准,这种脱离实际的做法无疑是走向了另一个极端。

对持续传输率不敏感和易被主机控制器的“缓存游戏”所欺骗是Disk Winmark 99比较大的两个缺点。当然,PC用户惯常的应用模式中本来就少见大数据量高速持续传输,Promise出品的主机控制器又一贯较为“奉公守法”(何况本次测试中同一控制器下的硬盘性能对比占绝大比例),我们是不必过份担心的。不过,为了打消用户的疑虑,也本着以“真实应用”更全面考察硬盘性能的原则,我们还是安排了对硬盘持续传输率和缓存(容量及调度效率)要求较高的Photoshop测试。

我们在桌面级平台上将参测硬盘全部容量划为一个NTFS分区,WinBench和Winstone测试软件都在上面运行,Photoshop 7.0也将其设置为暂存盘,并放置原始文件(3538×7327像素的TIFF,74.1MB)和生成的文件;整理硬盘后重启,打开原始文件并将其扩大为15000×30000像素(1.3GB),另存为不压缩的TIFF;整理硬盘后重启,打开生成的TIFF,复制图层后另存为PSD(2.7GB)。打开Photoshop的计时功能,记下每一步操作所耗费的时间进行对比。测试数据排列顺序基本与WinBench和Winstone成绩相同但差距十分明显,达到了帮助甄别优劣的目的。

企业级测试将参测硬盘(Barracuda SATA Ⅴ使用SIIG Serial ATA PCI控制卡)连接在X5DAE主板的第二个(Secondary)并行ATA接口上,运行Intel IOMeter v1999.10.20进行测试——仅针对Barracuda ATA Ⅴ、Barracuda SATA Ⅴ和FastTrak S150 TX4、Escalade 8500-8,分别考验两种ATA接口之间的差别及Serial ATA RAID卡的性能。测试集包括传输请求尺寸从512B逐步递增至10MB的随机读/随机写/顺序读/顺序写,以及IOMeter自带Workloads中的File Server、Web Server、2KB/4KB/8KB OLTP和512B/8KB/64KB流式数据读写。<

Serial ATA,即串行ATA,SATA是其简写;与之相对的则是Parallel ATA,即并行ATA,简称PATA,有时以Ultra ATA指代之。很多人习惯将Ultra ATA硬盘称为IDE硬盘,但需要说明的是IDE——Integrated Drive Electronics(集成驱动器电子)的概念要大于ATA——原则上所有硬盘驱动器集成控制器的设计都属于IDE,SCSI也不例外。当然,以IDE指代ATA已经形成很大的惯性,不过从Serial ATA时代开始,我们就要收起IDE而改用并行ATA、PATA或Ultra ATA等学名了,不然现在的Serial ATA岂不是要非常可笑的更名为Serial IDE?

软件——兼容与增强

在软件上与PATA完全兼容以确保顺利迁移是SATA工作组的原则。Serial ATA 1.0规范获准参考ATA/ATAPI-5,并“与时俱进”地提供了48位LBA寻址支持,增强的CRC校验更进一步降低了出错的可能性。

串行ATA的CRC校验方式可靠性更高

由于Seagate已习惯于在Barracuda系列中采用双碟设计,Barracuda ATA Ⅴ的单碟容量又只有60GB,因此不支持48位LBA寻址实属正常。其实,只要硬盘容量不到137GB,是否支持48位LBA寻址完全取决于设计者——60GB的ExcelStor J360选择了支持,而该技术的积极推动者Maxtor在40GB的DiamondMax Plus 8(6E040L0)和80GB的DiamondMax Plus 9(6Y080L0)中都没有支持。

看看6Y080L0的最下面一行

尽管没有哪条定律说明串行接口的CPU占用率一定高于并行接口(或反之),但为了打消部分用户的疑虑,我们还是留意了一下Barracuda SATA Ⅴ与Barracuda ATA Ⅴ(均为8MB缓存)的CPU占用率情况,事实证明两者间确实没有什么差别。

为RAID而生

Serial ATA连接是一对一的,这意味着我们将不再需要设置硬盘的主(Master)从(Slave),尽管现在的Ultra ATA硬盘都在较为醒目的位置标明了跳线的使用方法。

Maxtor DiamondMax Plus 8的跳线说明

节省空间是Serial ATA最具吸引力之处。Serial ATA线缆的连接器有7根引脚,其中3根为地线,另外4根组成两个差分信号对。虽然每个SATA连接器只能应付一个设备,达到同样连接数目所需的板上空间仍仅有40针PATA的25%。何况在做RAID时,每个PATA连接器也仅挂一个设备而已——否则将有性能损失。

连接器占用空间对比

酷鱼五代:SATA与PATA接口对比

在布线空间上SATA的优势更为明显:每个SATA连接需要的主机控制器引脚和信号线均只有4根,而PATA则高达31根,这样在控制器引脚数和PCBA面积一定的前提下SATA可支持的设备数目至少能多一倍。

同样是2个连接器,SATA的布线好似闲庭信步

PATA能做到么?

免跳线和省空间两大特性无疑是以多设备共存为重要特征的RAID所梦寐以求的,因此说Serial ATA乃“为RAID而生”并不为过。<

本机Serial ATA?

何谓本机(Native)Serial ATA?最初多数人都认为这是相对于概念阶段Ultra ATA硬盘接口上插一块并行ATA-串行ATA桥接电路板的做法而言的,只要在PCBA上实现Serial ATA的逻辑而无需借助外部力量就可以算做本机Serial ATA了。证据似乎也不难找,Maxtor前不久展示的Serial ATA样盘即是在PCBA上利用Poker D3(Fireball 3和DiamondMax 16的Ultra ATA/133控制器)芯片与Marvell 88i8030桥接芯片的组合实现Serial ATA支持的。

采用标准桥接芯片的Serial ATA样盘

原型阶段的Mesa芯片,请注意观察

然而Seagate的解释是“本机Serial ATA = 150MB/s接口速度、支持命令队列、超集特性(如FP-DMA)、真正的Serial ATA控制器而非通过桥接芯片转换”。Seagate为此开发了一种新型专用芯片Mesa,用于连接硬盘控制器的接口层(SPI——希捷专有接口)。

Barracuda SATA Ⅴ的硬盘控制器型号与并行版本(①)不同,旁边还多了代号Mesa的专用芯片和75MHz的晶振(②)。ST3120023A采用TI出品的Power Combo芯片(③),因此随机访问性能好于采用ST产品(④)的ST3120024A和ST3120023AS

通过对Barracuda SATA Ⅴ的观察我们发现Mesa与硬盘控制器之间仍然(也只能)是并行连接,硬盘控制器的型号与Barracuda ATA Ⅴ不同,估计是为提供全速命令排队和智能命令传送等功能而进行了修改(可以理解为在PATA连接上“讲述”SATA语言)。不过这仍然是一种转接方案,实测接口传输率也与Ultra ATA/100的水平相当。要想进一步提高效率,看来只有等待单芯片Serial ATA硬盘控制器了。

线缆的故事

SATA线缆及电源转接线

Ultra ATA规范严格地将线缆长度限制在18英寸(约46cm),Serial ATA 1.0则允许线缆长度达到1m,但这并不意味着主机控制器厂商随机提供的SATA线缆就会这么长。华硕P4GE-V主板和SIIG Serial ATA PCI卡附带的SATA线缆长度都在50cm左右(包括连接器),3ware Escalade 8500-8 Serial ATA RAID卡则配有2组共8根SATA线缆,每根长度都超过了60cm。当然,由于Serial ATA采用一对一的连接方式,线缆又细长而易于弯折,即便只有45cm也比并行ATA线缆要好用得多。

多好的柔韧性!

Serial ATA的电源连接器有15根引脚,其中12V、5V和3.3V各3根,还包括地线5根及保留1根,新增的3.3V为驱动器降低工作电压预留了空间。目前的ATX电源都不带Serial ATA的电源插头,必须要通过专用的转接线才能使用,而由于转接过来的插头没有3.3V电压,Barracuda SATA Ⅴ在PCBA上增加了5V转2.5V/3.3V的双路线性调压器(⑤),以提供Ultra ATA/100信号所需的3.3V电压。

关于热插拔

SATA连接器摒弃了PATA的插针方式,代之以连接稳固而又易于插拔的咬接机制。电气引脚类似于金手指,地线稍长以保证先接触、后断开,满足了热插拔的需要。防呆设计能够很好地避免插反方向,SATA线缆两个连接器对等(不分主机/设备端)的特性也让使用更为方便。

接脚及咬接机制

当然,这不是说SATA线缆就可以在开机时随便插拔,否则很可能会造成数据丢失。SIIG Serial ATA PCI卡的热插拔能力很好,无论是开机时不连接Barracuda SATA Ⅴ硬盘(当然操作系统安装在PATA硬盘上),还是机器运行时拔掉SATA线缆(或电源),连接恢复后都能够在5秒之内重新识别到硬盘——即使换成另一个SATA接口也不受影响。相比之下Promise S150 TX2plus和FastTrak 376的表现就逊色多了。

主机控制器的桥接

不久前偶然听人说Silicon Image的SiI 3112 SATA 150控制芯片性能明显好于Marvell的产品,心中不免有些诧异:作为Intel等名牌主板板载的SATA 150控制芯片,SiI 3112的确有热插拔支持较为完善等优点(SIIG Serial ATA PCI卡即基于该芯片),但在性能上似乎与集成Marvell SATA PHY(物理层)的Promise PDC20376 SATA 150没有什么区别啊——至少后面的测试可以证明这一点。

Silicon Image SiI3112A SATA 150控制芯片

SiI 3112查看硬盘信息还是很方便的

稍加思索后笔者想这位朋友说的恐怕是Marvell 88i8030桥接芯片,的确有那么一个阶段HighPoint HPT372A/374 Ultra ATA/133控制芯片与Marvell 88i8030桥接芯片的组合以板载Serial ATA解决方案的面目出现,既然是桥接(并-串转换),性能肯定会有损失。虽然笔者认为这个损失不会很大,并且放着集成Marvell SATA PHY的Promise PDC2037X系列不比而非要与桥接芯片88i8030较劲有些说不过去,但还是赞同他提倡单芯片SATA主机控制器的观点。<

论产品名称和型号,Barracuda SATA Ⅴ要比Barracuda ATA Ⅴ多出个代表Serial ATA的“S”;论性能,(缓存容量同为8MB的)Barracuda ATA Ⅴ却让Barracuda SATA Ⅴ稍逊一筹。没错,正是PCBA为了接纳Serial ATA所发生的改变,才使Barracuda SATA Ⅴ的表现与一些读者的预期略有出入。不过,任何新生事物都不会很完善,绝不可因一叶障目而忽视Serial ATA使用的便利性和巨大的发展潜力。都知成熟之美最动人,但哪位光彩四射的明星没有走过青春期呢?

各大厂商的硬盘都有自己的外形风格,一个优秀的设计可以为数代产品所沿用。Barracuda ATA Ⅳ(俗称“酷鱼四代”)的成功就在很大程度上得益于更具大家风范且利于控制噪音的全新壳体,Barracuda ATA Ⅴ“萧规曹随”是很自然的。不过与Barracuda ATA Ⅳ相比,标签上的“Barracuda ATA Ⅴ”明显小了一圈,远远望去只能以有无Serial ATA的Logo来分辨酷鱼五代的版本(2MB还是8MB就无能为力了)。

3块酷鱼五代的标签(上图可点击放大)

表1:酷鱼五代全家福

Ⅳ与Ⅴ——代沟有深有浅

远观看不出差别,“卸玩”就不同了:拆下硬盘底部起保护作用的SeaShield金属盖板,可以看到Barracuda ATA Ⅴ的PCBA上只有3颗芯片,比Barracuda ATA Ⅳ少了2颗——分别是PRML读/写通道和1Mbit Flash,此外20MHz的石英晶振也一并省掉。显然,Barracuda ATA Ⅴ的控制器应用SoC(System-on-Chip)技术集成了上述职能,从而使PCBA的设计得以简化。至于100%采用安静的SoftSonic FDB马达,两代产品则是一脉相承。

3块酷鱼五代的PCBA(上图可点击放大)

酷鱼五代的传输率曲线

去年10月我们曾对比过Barracuda ATA Ⅴ(ST3120023A)和Barracuda ATA Ⅳ(ST380021A)的性能差异:数据传输率最外圈高1300KB/s而最内圈低4600KB/s,平均访问时间缩短1.5ms;商业和高端磁盘性能分别上升16%和8%,Business Winstone 2001和Content Creation Winstone 2002的提高幅度也有3%和4%。看来,仅凭60GB与40GB的单碟容量差异还不足以对性能造成较为显著的影响。<

2与8——设计另有玄机

应该说Seagate最初只想给Serial ATA版本装备8MB缓存,这从Barracuda SATA Ⅴ的型号就是在2MB缓存的Ultra ATA/100版本后面追加一个“S”(如ST3120023AS)即可看出。然而在竞争对手的压力下,Seagate还是在Barracuda SATA Ⅴ上市之前推出了ST3120024A——数字(在ST3120023A基础上)加1,缓存容量翻两番——Barracuda ATA Ⅴ中惟一采用8MB缓存的型号。

ST3120024A的商业磁盘性能和高端磁盘性能分别比ST3120023A提高了16%和7%,Business Winstone 2002提高了2%,MultiMedia Content Creation Winstone 2003则基本持平;在Photoshop测试中,两个另存动作分别节省了13%和8%的执行时间。总的说来,8MB缓存似乎没有达到我们预期的效果。

IOMeter随机读取测试

IOMeter随机写入测试

IOMeter综合测试

IOMeter随机访问测试让我们意识到缓存容量可能不是两者间惟一的差别——果然,ST3120024A将负责主轴和音圈马达控制的Power Combo芯片(品牌)由TI换成了ST,ST3120023A更胜一筹的随机访问能力看来应归功于Power Combo芯片的寻道特性不同。 

并与串——风物长宜放眼量

由于增加了用来连接硬盘控制器和Serial ATA接口的Mesa芯片,Barracuda SATA Ⅴ将缓存芯片挪到了紧靠主轴马达的位置,PCBA面积也更大一些。ST3120023AS与ST3120024A缓存容量相同,Power Combo芯片也一样,只是接口相关部分不同,正好用来对比Serial ATA(150)与Ultra ATA(100)的性能。

从Disk WinMark和Winstone的成绩来看,两种接口打了个平手——也难怪,Ultra ATA/100还没到成为硬盘性能瓶颈的时候(何况ST3120023AS的突发传输率并不占优势);而在Photoshop和IOMeter随机读取测试中,ST3120023AS则以1%~11%的幅度落后,想必是在并-串转换环节产生了损失。

表2:Barracuda ATA Ⅴ家族性能对比

SATA 150的性能居然不如Ultra ATA/100?这并不奇怪。至少到目前为止,还没有哪家硬盘控制器厂商能够提供单芯片Serial ATA方案,硬盘厂商只能通过Ultra ATA控制器与并-串转换芯片的组合实现对Serial ATA的支持。由于并-串转换过程需要重新编码,芯片处理能力不够的话就会造成速度上的损失。

单芯片Serial ATA方案中硬盘控制器可以直接把数据和地址编码后送进通道,无需串/并行ATA的转换(反之亦然),速度上至少不输给Ultra ATA。如果进展顺利的话,单芯片Serial ATA方案有望年内即在第二、三代Serial ATA硬盘中得到应用。不过,若非Barracuda SATA Ⅴ第一个“吃螃蟹”,硬盘、硬盘控制器和主机控制器三方现在恐怕还处在互相观望的状态中,从而延缓Serial ATA的发展进程。以此看来,Seagate在推动Serial ATA技术上身体力行,的确起到了表率作用。

大概是意识到单碟60GB的竞争力不足以应付变化了的市场形势,Seagate又于2002年12月2日发布了第七代7200RPM ATA硬盘,这两款产品在Barracuda ATA Ⅴ的基础上将单碟容量进一步提高至80GB(酷鱼六代?):Barracuda 7200.7采用Ultra ATA/100(2MB缓存)或SATA 150(8MB缓存)接口,Barracuda 7200.7 Plus则是8MB缓存的Ultra ATA/100版本。据说120GB和160GB(包括SATA 150版本)的Barracuda 7200.7(含Plus)最早4月份便可供货,这样的话Barracuda ATA Ⅴ很有可能就此成为过渡性产品,但Barracuda SATA Ⅴ无疑将以第一款Serial ATA硬盘的身份被载入史册!

表3:Barracuda 7200.7与Barracuda 7200.7 Plus

从表3可以看出,Barracuda 7200.7与Barracuda 7200.7 Plus大幅度提升了持续传输率,其他方面基本保持不变。硬盘控制器呢?笔者猜测改进缓存算法的可能性要大于采用单芯片Serial ATA方案。<

结盟抢先机

始于1988年的Promise Technology是ATA控制器及RAID卡领域的老牌厂商,但在国内广为人知却要从1999年的Ultra ATA/66时代算起,当时Intel 440BX主板+Promise Ultra66控制卡的组合是实现Ultra ATA/66支持的主要方式,而之后的Ultra66改造FastTrak66则让更多的人了解了RAID。据统计,从1999年第三季度至今Promise基于ATA的控制卡出货量已达1000万片,其中ATA RAID产品占近一半。

在此期间HighPoint Technology是大家比较熟悉的另一个名字,两家厂商在板载和PCI附加卡市场都展开了激烈的竞争,战火从Ultra ATA/66时代一直燃烧到Ultra ATA/133。为了迎接Serial ATA技术的到来,HighPoint推出了Rocket RAID 1520/1540这两款Serial ATA RAID卡,分别基于HPT372A(双通道)和HPT374(四通道)Ultra ATA/133控制芯片,通过Marvell 88i8030桥接芯片转换为Serial ATA接口。

PDC20376芯片上两家厂商的标识

相比之下Promise与Marvell合作开发Serial ATA及RAID控制芯片的方式显然更为高明——Marvell提供SATA PHY(物理层),芯片上Promise标志和产品名称的下面印上Marvell的Logo及编号。与桥接芯片相比,集成SATA PHY的实现方式节省空间,效率也更高。

Promise和Marvell合作开发的Serial ATA控制芯片分为双端口和四端口两种,与其他同类产品一样支持32位33MHz/66MHz PCI总线,最高266MB/s的带宽基本上可以满足两个SATA 150端口的理论需求。

超越双端口

长方形128针PQFP封装的PDC2037X系列是双SATA 150端口的产品,确切地说它们还支持1个仅识别主(Master)设备的Ultra ATA/133接口,也就是说最多可以同时连接3块硬盘。PDC2037X系列包括PDC20375/20376/20377/20378/20379/20371,目前比较常见的是用于SATA150 TX2plus控制卡的PDC20375和支持RAID 0,1(甚至还有0+1)的PDC20376。

我们此次使用的华硕P4GE-V即板载了被识别为FastTrak 376的PDC20376,由于Intel 845GE与其他PC芯片组一样仅支持32位33MHz PCI总线,即其带宽无法超过133MB/s。两个SATA连接器分布于芯片两侧,40针并行连接器的距离也不远,所有的桌面级测试都在PDC20376的配合下完成。

SATA版本的酷鱼五也被识别为Ultra ATA/100

FastTrak 376用3块硬盘做RAID 0

同时支持Ultra ATA/133是PDC2037X系列最值得称道的设计,这样一来用户可以在过渡期先使用Ultra ATA硬盘,待将来购置Serial ATA硬盘后还能将两者组成RAID,从而保护投资。基于这个考虑,我们用ST3120024A分别和1块(PS)、2块(PS2)ST3120023AS组成RAID 0(默认条带化尺寸64KB,还能在16KB/32KB/128KB/256KB中选择,RAID 1此项不可用),测试结果表明性能的确有较为明显的提升。

表1:FastTrak 376的RAID 0性能

小巧RAID 10

FastTrak S150 TX4

四SATA 150端口的PDC2031X系列采用正方形144针TQFP封装,其中有用于SATA150 TX4的PDC20318和支持RAID 0,1,0+1的PDC20319,以及据称提供了RAID 5的PDC20320。我们拿到的FastTrak S150 TX4就基于PDC20319。

PDC20319芯片及周边设备

每款Promise SATA控制芯片旁边都有1颗20MHz的晶振,PDC20319也不例外。90ns的2Mbit Flash,再加上4个SATA连接器,FastTrak S150 TX4的主要部件就是这些。PCB板长不到14cm,高仅仅5cm,如果换成Ultra ATA的话恐怕4个40针连接器就全占满了。<

FastTrak S150 TX4的设置界面

4块硬盘的RAID 10

FastTrak S150 TX4的设置工具是与FastTrak 376相同的FastBuild Utility 2.00,最多支持4个阵列并可指定由哪个引导。RAID 10(Mirror/Stripe,即0+1)时RAID 0的Stripe Size(16KB/32KB/64KB/128KB/256KB)和RAID 1的Gigabyte Boundary(ON/OFF)都可以设置,我们采用默认值对比了由4块ST3120023AS组成阵列后的性能。

FastTrak S150 TX4随机读取性能

FastTrak S150 TX4随机写入性能

FastTrak S150 TX4综合性能

从随机访问性能上来看,RAID 0和RAID 10互有胜负,不过这种应用模式通常会青睐安全和性能兼顾的后者。为了验证66MHz运行频率的必要性,我们还特意在X5DAE的32位PCI插槽上进行了测试,随机访问因数据流量小而基本没有差别,但顺序访问则告诉我们33MHz的确已成为瓶颈——读和写的峰值均只达到66MHz时的92%(表2)。

表2:顺序传输峰值对比

Promise FastTrak S150 SX4,4通道SATA 150 RAID 5,32位66MHz PCI。从带有XOR处理器的4通道Ultra ATA/133 RAID卡FastTrak SX4000演变而来,利用4颗Marvell 88i8030桥接芯片提供SATA 150支持,因是尚未提供驱动程序的样品而没有进行测试。<

既有业内最薄且持续传输率最高的7200RPM硬盘,也有追平桌面硬盘容量记录并创下性能新高的产品,Maxtor向我们展现了决定硬盘性能的关键因素。甚至可以这么说,DiamondMax Plus 9有几分像1992年欧锦赛上的丹麦队,以配角身份出场,却作为主角谢幕。

单碟80GB高速体验

2001年,尚处于磨合期的Maxtor为跟上单碟40GB的脚步而推出了典型Quantum风格的DiamondMax Plus D740X(金钻七代)。经过2002年上半年的潜心修炼之后,传统的Maxtor风格又重新回到DiamondMax Plus系列中。

Ardent B5-C1与Ardent C5-C1

Maxtor在单碟40GB产品中就已全面采用了SoC技术,因此Plus 8/Plus 9的PCBA和D740X一样只有3颗芯片,但FDB马达已成为标配,硬盘控制器芯片上也不再有Agere(原Lucent)的标识,而代之以Ardent B5-C1或Ardent C5-C1等字样。很显然,Ardent是Maxtor为(与上述供应商)合作开发硬盘控制器所起的代号,B5或C5可以理解为版本号。这种做法始于5400RPM的DiamondMax D540X(星钻三代),其硬盘控制器名为Poker C1(以前是TI DSP的Logo),单碟80GB的Fireball 3和DiamondMax 16(这两款产品的PCBA上还有单独的Flash芯片)则代之以Poker D3。看来,Ardent和Poker分别对应7200RPM和5400RPM。

表1:Maxtor单碟80GB硬盘主要规格

(上表可点击放大)

*型号中倒数第二位字母的含义:J-滚珠轴承(BB)马达,L-FDB马达;P-PATA/133接口8MB缓存,M-SATA 150接口8MB缓存,N-SATA 150接口2MB缓存
**最后一位数字统一为0而不再代表磁头数

Plus 8——轻薄安静最美

DiamondMax Plus 8

算上Fireball 3,Maxtor的5400RPM薄盘(美钻系列)已历三世,最大容量40GB的Plus 8则是第一款17.5毫米厚度的7200RPM产品。 与Plus 9的单盘片型号相比,单磁头(只用盘片的一面)设计的Plus 8实测重量只轻了46克(594克-548克),但厚度却薄了三分之一,有助于改善机箱内的空气流通以更好地散热。 安静是Plus 8给人的第一感受:在闲置状态下,不用手接触你很难感觉到它在转动,这当然有FDB马达的功劳;随机访问时更令人吃惊——必须把耳朵凑到旁边才能听到低沉的寻道声。需要指出的是,我们查看了参测硬盘的自动噪音管理(AAM)设定,Plus 8处于“最大性能”状态,而非以牺牲寻道速度为代价的“最小噪音”状态,可见其低噪音是货真价实的。到目前为止,Plus 8可以说是最为安静的7200RPM硬盘,即使很多5400RPM硬盘(Fireball 3除外)也难望其项背。

DiamondMax Plus 8的传输率曲线

在性能测试中Plus 8的表现也颇为抢眼——其最外圈传输率超过60000KB/s,一举击败了此前(ATA硬盘中)的冠军WD2000BB/JB,而最内圈传输率也有约40000KB/s!根据以往的经验,我们认为后者可能是内圈部分磁道的空间被Plus 8的内径磁头加载/卸载(Load/Unload)机构占用所致。

DiamondMax Plus 8/Fireball 3的内径磁头加载/卸载(Load/Unload)机构

Plus 8的平均访问时间并不算长,但其商业(磁盘、Winstone)性能还不如用作对比的D740X,我们认为这是缓存算法的问题。Photoshop测试中Plus 8表现极为出色,在所有2MB缓存的参测硬盘中遥遥领先,超高的持续传输率自然功不可没。 Plus 8只支持Ultra ATA/133,其接口传输率实测值仅次于D740X。作为一款定位于入门级用户和消费电子(CE)应用的产品,安静是必须优先考虑的,Plus 8不仅可以满足这方面的要求,还能够做得更好…… <

Plus 9——记录抛到脑后

DiamondMax Plus 9

其实早在去年11月我们就已拿到Plus 8和80GB/2MB的Plus 9(6Y080L0)了,但在测试过程中从Maxtor方面得到Plus 9的PCBA将会有所改进的消息,于是我们便决定等8MB缓存版本出现的时候重新对比。

使用B5-C1版本控制器的6Y080L0传输率曲线

新6Y080L0将硬盘控制器由原先的Ardent B5-C1升级为Plus 8的Ardent C5-C1,Firmware没有改变。新的控制器让整条传输率曲线向上平移了约500KB/s,Winstone和Disk WinMark得分有1%~3%的提高,Photoshop性能则略有下降。与D740X相比,单碟80GB带来的性能提升还是较为明显的。

使用C5-C1版本控制器的6Y080L0传输率曲线

Maxtor最初发布Plus 9时最大容量只到160GB,笔者当时还曾推测容量从200GB起步的MaXLine Plus Ⅱ也源于Plus 9(《计算机世界》2002年第41期B37版《三分天下——Maxtor重构ATA版图》)。时隔不久就有了200GB的Plus 9,这次其8MB版本6Y200P0也参加了我们的测试。

6Y200P0的硬盘控制器也是Ardent C5-C1,最外圈传输率为54500KB/s,与MaXLine Plus Ⅱ标称的54MB/s相当,两者的血缘关系基本可以证实。根据刚刚从Maxtor方面得到的消息,MaXLine Plus Ⅱ将只有250GB一种容量,而DiamondMax Plus 9的容量上限从160GB提高至200GB(意思很明显了吧?);MaXLine Ⅱ的最大容量从320GB下调至300GB,DiamondMax 16的最大容量仍为160GB。然而前不久PCPOP报道了6Y250L0/P0和4A250J0现身日本市场的消息,看来Maxtor还会将DiamondMax Plus 9和DiamondMax 16的容量进一步推至250GB的高度。

在8MB缓存的帮助下,6Y200P0的性能急剧提升:与6Y080L0相比,两项Disk WinMark得分均提高了35%,Business Winstone 2002成绩也有3%的上升,Photoshop测试的时间则缩短了17%~22%。不难看出,持续传输率的些许差异作用并不明显,Maxtor对8MB缓存的熟练运用才居功至伟。1月21日WD也发布了单碟80GB、最大容量250GB的Caviar 7200RPM硬盘,不过其供货时间显然落后于Maxtor,而DiamondMax Plus 9从规格到实际表现都是目前市面上最好的ATA硬盘产品。

表2:Maxtor单碟80GB 7200RPM硬盘性能对比

(上表可点击放大)

神秘样品现身

6Y160L4?

在本次测试的收尾阶段,我们意外地得到了一块160GB的Plus 9。这块硬盘正面没有贴标签,自检时可以看到其型号为6Y160L4,缓存容量却有8MB,当是样品无疑(倒数第二位L仅代表FDB马达,8MB缓存以P表示;最后一位应是0,以4指明磁头数乃以前的做法)。

别以为样品就好欺负,“6Y160L4”几乎让我们跌破眼镜(幸好本人从不戴那玩意儿):高端磁盘得分超出(6Y200P0)3%,Photoshop测试时间缩短5%~11%,仅商业磁盘得分略逊。看看传输率曲线?跟Plus 8有一拼。

“6Y160L4”的传输率曲线

既然是样品,用Ardent B5-C1做硬盘控制器就不足为奇了。如果换上Ardent C5-C1会怎样?传输率曲线应该会小幅上升,这样其前85%就与Plus 8(的全部)基本吻合了,这说明什么?不妨斗胆猜测:“6Y160L4”的盘片道密度格式源于Plus 8,并因没有内径磁头加载/卸载机构而保留了最内圈磁道。

由于时间关系,我们没有从Maxtor方面了解到这块样品的具体情况,因此不能肯定最终面市的160GB/8MB Plus 9(型号应为6Y160P0)会是什么样子。

速度的启示

我们一直认为,单个硬盘的性能主要取决于自身的结构,如转速、单碟容量(盘片磁道划分方式)、电路设计(包括控制器、缓存容量及算法)、寻道机构(VCM和Power Combo芯片)等,接口方面只要实际速率大于硬盘内部的最大数据输出能力(通常为最外圈传输率)即可——Barracuda ATA Ⅴ和DiamondMax Plus 8/Plus 9的测试都证明了这一点(当然类似并行SCSI的多设备共用总线是另一回事)。目前就连Ultra ATA/100都还没有成为阻碍硬盘性能发挥的瓶颈,我们对Serial ATA的期待不是其标称150MB/s的接口速率,而是发展潜力和各种便于使用的特性。从这个意义上说我们热切盼望DiamondMax Plus 9和MaXLine Plus Ⅱ的SATA 150版本,性能稍低一点都无所谓。

当然,如果您并非技术发烧友,阅读本文的目的仅是寻找目前最快的桌面级硬盘,那就不用再往后看了。<

提到举重选手,你首先会想到什么?(相对同体重普通人)矮小而敦实的个子,却有力拔山兮的气势。无独有偶,3ware的Escalade 8500-8 SATA RAID卡也给笔者留下了这样的印象。

Escalade 8500-8

1997年创立于美国的3ware公司以高端ATA RAID卡见长,其StorSwitch架构采用类似网络包交换的方式避免数据拥塞,具有很高的效率。Escalade 7500系列便基于StorSwitch架构,其中8通道的7500-8和12通道的7500-12都是支持Ultra ATA/133的高性能RAID卡。

革命与继承

2002年秋季IDF上的Escalade 7500-12

并行ATA连接能力差(做RAID时每通道只能用1个设备)且占用空间的“恶习”可谓罄竹难书,见过Escalade 7500系列之后这种体会就更加真切。7500-8是块半长的PCI通用短卡,上面8个40针连接器(去掉4个及1个控制器就是7500-4)占据主要位置倒也罢了,可7500-12加上4个40针连接器和1个控制器后就变成了全长卡!大家都知道能连接30块硬盘的(双通道)SCSI RAID卡也就是半长而已。

8500-8正面的空位

Serial ATA的出现改变了这一切。我们从广源行拿到的Escalade 8500-8尺寸与7500-8相同,但8个SATA连接器都集中在PCB最右端双面安置——这要归功于SATA连接器的小巧和线缆的易于弯折,并行ATA是不能这样做的。双面安装还不止于此,8500-8背面还有缓存芯片和SATA连接组件的空位各2个,加上正面1个控制器和2个SATA连接组件的空位,8500-12在同一块PCB上就可实现,这更是7500系列难以望其项背的。

Escalade 8500系列沿用了成熟的第四代交换技术,其核心硬件如处理器、缓存和控制器都与7500系列相同,一样的64位33MHz PCI接口,允许4块卡共存于同一系统。7500的控制器仍然是并行的,这不要紧,因为每个SATA连接器旁边都配有1颗负责串-并转换的Marvell 88i8030桥接芯片。Marvell的SATA PHY成熟稳定,不会对性能造成明显影响。

8500-8的处理器和SRAM缓存

8500-8的Firmware装载机构

印有醒目3ware标志的处理器旁边是2颗(8500-12是4颗)1MB的100MHz SRAM,2MB的总容量虽然不大,处理数据的速度却绝非一般SDRAM所能比。此外PCB左下角的ST10172L MCU和256KB 10ns SRAM负责装载并执行2Mbit Flash中存储的Firmware。<

性能不负所望

8500-8的设置界面

Escalade 8500系列支持RAID 0,1,5及10,引导功能、热插拔和热备盘自然也不能少。RAID 0和RAID 10条带化尺寸64KB/128KB/256KB/512KB/1MB可选,但RAID 5则固定为64KB。我们用4块ST3120023AS组成RAID 5,初始化耗时55分50秒,有热备盘(或空闲硬盘)存在的时候RAID 5,10可自动重建。

带有热备盘的RAID 5阵列

由于硬件结构保持不变,8500系列仍使用7500系列的驱动程序并被识别为“3ware Escalade 7000 Series ATA RAID Controller”,当然这并不影响使用。此外,用户还可以利用3ware Disk Manager(3DM)远程浏览工具通过网络管理阵列。

8500-8随机读取性能

8500-8随机写入性能

8500-8综合性能

8500-8的随机读取性能令人满意,其中RAID 10更胜一筹;RAID 0的随机写入性能体现了处理器和缓存的作用,RAID 10在其一半左右。RAID 0的顺序读取性能高达162.57MB/s(RAID 10和RAID 5也不错,见表),基本达到了单块ST3120023AS(41.05MB/s)的4倍,顺序写入性能则为123.71MB/s,表现颇为出色。就RAID 5性能而言,Escalade 8500-8的处理器和缓存子系统也发挥了应有的水准。

Escalade 8500-8顺序访问性能对比表

最后,我们再次对比了32位33MHz PCI总线的性能——在本次测试中,不仅117MB/s成为了它所难以达到的上限,其他方面的差距也很明显。别看64位33MHz PCI的带宽也只有266MB/s,但的确很管用。当然,过不了多久12块硬盘就需要PCI-X来对付了。<

串行既出,如何应对?无人能够准确地预见未来,但从硬盘、主机控制器和系统制造商三方近两年来的一些“异样”举动上还是可以看出个大概来的。

硬盘——小型化浪潮

Serial ATA软件上完全兼容并行ATA(或称PATA,即现在的Ultra ATA),硬盘控制器的性能将随着单芯片SATA方案的出现而追平乃至超越,固有的成本优势也会在产量激增之后显露出来,易用性则更不是后者所能比拟的,因此硬盘制造商们没有理由不从速跟进——今年若还没有相应产品推出的话,2004年想当追随者都不那么容易了。

Serial ATA连接器示意图

对于迟到者而言,出“奇”招是吸引眼球的好办法。2月10日WD发布了ESATA(Enterprise Serial ATA,企业级SATA)产品WD Raptor,36.7GB容量、8MB缓存、5.2ms平均寻道时间、SATA 150接口,当然最令人激动的是10000RPM的转速。毫无疑问,WD Raptor是第一款10000RPM ATA硬盘,但种种迹象表明它与SCSI硬盘的血缘关系更为紧密:其盘片直径(目测)约3.3英寸,而不是3.5英寸ATA硬盘传统的3.74英寸,36.7GB的单碟容量也与10000RPM SCSI硬盘相同(不到新款ATA硬盘的一半),120万小时MTBF和5年质保则更是典型的SCSI硬盘风范。以上特性决定了WD Raptor不符合桌面硬盘成本优先的设计原则,可资利用的乃是SATA接口的相对低廉,WD正因此抛出了“与并行SCSI相当的性能和可靠性,花费节省30%且更易于连接”的卖点,将其定位于中高端SAN/NAS、部门级/中档服务器和双处理器工作站市场。WD Raptor的推出是SATA冲击中低端SCSI,从而在企业级存储市场进一步扩张的有力证明,相信Seagate和Maxtor不会无动于衷。而对于桌面用户来说,目前10000RPM产品的噪音和发热级别显然仍难以接受,不过提高转速终归是进一步发展的必由之路,相信在2004年SATA走上正轨后10000RPM桌面硬盘也将进入实质性阶段。

WD Raptor的内部结构效果图提供了很多有用信息

Serial ATA对业界另外一个比较深远的影响是促进硬盘(驱动器)的小型化。小巧的接口设计统一了2.5英寸与3.5英寸两种规格硬盘的连接器标准,甚至1.8英寸产品都可以从中获益。在2002年秋季IDF上,Fujitsu就展出了采用Serial ATA接口的2.5英寸硬盘(9.5mm/4200RPM/60GB,应该是基于MHS系列)。

Tom''s Hardware介绍的Fujitsu MHR2020SA 2.5英寸硬盘

由于盘片尺寸更大,3.5英寸硬盘在容量上占有明显的优势——现已突破300GB大关,然而目前主流PC用户对硬盘容量的需求还在120GB以内。9.5mm厚2.5英寸硬盘的容量将在年内达到80GB,按照存储密度每年翻番的惯例,2004年其最大容量应能满足多数台式PC用户的胃口。

速度也是2.5英寸硬盘亟待提高的。除盘片直径小的“先天不足”之外,2.5英寸硬盘缓慢的转速和寻道时间完全是为了适应笔记本电脑对能耗、热量和噪音的严苛。2003年5400RPM+8MB(及以上容量)缓存的2.5英寸/9.5mm硬盘将向主流笔记本电脑普及,IBM也宣布要推出7200RPM的产品。7200RPM的2.5英寸硬盘面世初期可能会受能耗、热量等因素影响笔记本电脑的接受程度,一些谋求小型化的台式PC有望成为其重要出路——以体积小巧闻名的Dell OptiPlex SX260已采用了8MB缓存的2.5英寸硬盘(IBM Travelstar 40GNX,5400RPM/9.5mm/40GB)。

随着接口、容量和速度等制约硬盘小型化的主要障碍逐步得到解决,台式PC硬盘将加速向2.5英寸规格过渡的步伐,1.8英寸则会成为笔记本电脑的新宠。希捷要在2003年重返2.5英寸硬盘市场的消息并非空穴来风,其他缺乏相关经验的厂商不能再置身局外了。

主机控制器——芯片组发威

独立的主机控制器提供商真是命苦:Serial ATA推广初期几乎完全依靠他们的芯片和卡,但整个市场规模小得可怜;好不容易熬到黎明,可芯片组厂商却要杀进来抢摘胜利果实了。

今年第二、三季度,至少集成2个Serial ATA端口的Intel ICH5、SiS964和VIA VT8237将会推出,作为过渡时期的方案,这些南桥芯片应该还会保留传统的并行ATA端口以连接光驱等设备。芯片组集成Serial ATA支持是其真正普及必不可少的条件,在核心逻辑方面一直落后于台式PC的笔记本电脑则会继续采取跟随策略。

这样一来附加PCI控制卡的目标市场就被大大缩小,迫使独立的主机控制器提供商把注意力转向Serial ATA RAID。可是别忘了,目前台式PC的PCI总线仍为32位33MHz(我们前面的测试中已经充分暴露了其带宽瓶颈),指望Intel引入昂贵的PCI-X显然是不现实的,而PCI Express更是2004年的事了,因此他们只能把希望放在入门级服务器和磁盘阵列身上。

但芯片组厂商可能会进一步挤压独立主机控制器供应商的生存空间。据说VT8237还将集成“两个Serial ATA附加端口”,用户可以选择构成RAID系统或使用四个Serial ATA硬盘。消息是否属实先放在一边,可行性却的确存在:目前的芯片组南北桥之间都是带宽N倍于133MB/s的高速连接——SiS的MuTIOL和VIA的Ultra V-Link均将冲到1GB/s,就连ICH 4的HI 1.5都有266MB/s,加之Serial ATA所需引脚数大大低于并行ATA,芯片组厂商完全可以在南桥芯片中集成四个(甚至更多)Serial ATA端口并提供RAID 0,1和0+1支持(就像Ultra320 SCSI控制芯片的RAID on Chip),那样的话独立主机控制器供应商就只能提高对RAID 5等级别的依赖程度了……

系统——机遇多过挑战

喜欢尝鲜的发烧友现在就可以抱着Barracuda SATA Ⅴ回家感受串行接口的便利去了,系统制造商们也正在紧锣密鼓地对Serial ATA技术进行评估。 PC厂商要追随“瘦身”潮流,服务器和存储系统供应商则更偏爱Serial ATA“为RAID而生”的种种特性。旨在改进SATA 1.0以适应服务器和网络存储要求的SATA Ⅱ第一阶段进展还算顺利,2003年会如期展开产品研发,而2004年Serial Attached SCSI(SAS)推出后两种串行存储接口“双剑合壁”威力更加巨大。

SATA与SAS共存的应用模式

由于SAS的物理接口取自于SATA,两种硬盘驱动器可以共享一个通用的控制器和背板,相对低端的SATA驱动器用于“近线”(Near-line)存储或磁盘到磁盘备份,高端的SAS驱动器用于主流企业级应用,“系统设计者和集成者可获得更多的机会”。如果对这种“双模式设计的存储系统”熟视无睹当然会导致在未来的竞争中处于不利地位,但总体而言还是机会更多。

破坏性技术?

1995年,两位哈佛商学院的资深教授Joseph L.Bower和Clayton M.Christensen经过对1956年至1990年间硬盘驱动器行业的细致研究,在《哈佛商业评论》上率先提出了“破坏性技术”的概念——在这个行业,每当技术和市场发生重大变化,其领袖企业往往会痛失先手。以这篇文章中的研究为基础,两位作者在更多的领域发现了同样的现象。

“对于起初无法满足主流客户需求的技术,很多企业会置之不理。但正是这些在初期显得粗糙的技术,会成为领袖公司王位的颠覆者。”“从科学技术角度来看,破坏性技术通常不是高精尖的,但它的确有两个重要特点。第一,它能提供不为目前的客户所重视的另外一套特性(如硬盘的轻便性);第二,那些为顾客所重视的特性会极为迅速地得到改进(如硬盘的容量),使破坏性技术最终攻占成熟市场。”

Serial ATA将改变我们使用硬盘的方式,其标准化程度使很多公司都可掌握(不是高精尖),现在已逐渐走向成熟……还有怀疑么?看看1999年的Ultra160吧,Adaptec抓住机会在SCSI控制卡领域坐大,RAID领域的老牌AMI MegaRAID和Mylex则相继落得被收购的下场——别忘了Ultra160只是有效期不超过3年的改良性技术,“失落的帝国”LSI Logic还有机会利用Ultra320扳回一城,Serial ATA所引领的变革可是有效期长达10年之久啊。

好戏刚刚开始。<

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