ABB AO810V2 3BSE038415R1
随着智能手机与平板电脑的热销，一个新的移动时代已经进入到我们的生活。与此同时，移动应用与服务的模式也正向云计算发展，即将大量的存储与运算工作交给远程的数据中心来完成，让移动终端既能随身携带又不会感到任何负担。
让云存储浮上台面的另一个驱动力，就是数字***需求的兴起。越来越多的人喜欢通过网络看影片或是玩在线游戏，这些内容都相当庞大，也使得云存储的数据量与日俱增。预计到2016年，对存储容量的需求会激增60%。
除了个人应用，企业应用也具有同样的发展模式。这些用户都不希望局限于对数据进行个别存储，而是将数据存放在云端，同时还能满足备份、版本控制和数据加密等功能需求。然而，在将数据大举转移到云端之前，有一些问题还是必须先弄清楚，例如，建立云数据中心或使用云服务的成本高低、是否安全、容量大小、效能高低以及是否真的可靠等等。
就整体而言，不论对个人还是企业，用来存储数据的方式都增加了，除了传统的硬盘和光盘外，还有闪存和SSD可供选择；对于存储架构，则可选择DAS直接存储来提高存储性能，或采用SAN/NAS网络存储来获得更好的存储灵活性。随着选择的增加，大家开始有分级存储的概念，也就是将不同性质的内容放在不同的存储媒介中，以降低存储成本、提高安全性或者提升性能。数据分层的判断标准包括数据的安全等级、性能需求、读取速度要求、云环境和网络服务器应用等等。
本文将通过介绍PCIe、SATA及SAS三项技术的发展现状，发掘存储应用的未来趋势。
PCIExpress技术发展
PCIExpress(PCIe)继承了PCI计算机总线规范，可以通过串行通信系统为计算机内部总线提供更高的传输速率。经过多年发展，目前已经几乎取代了原有的AGP和PCI总线技术，特别是在绘图卡的连接方面。不过，如今的2.0版本已不够用，而且很快也将进入更高速的PCIe3.0版本时代。
比较PCIe三代技术的演进，可以看到传输速率每代都会翻一倍，每通道带宽从250MB/s增加到500MB/s，到3.0版本已达到约1GB/s的高速带宽。目前存储主机总线适配器(HBA)和RAID控制卡大都使用PCIex8链路，因此，进入到3.0时代，传输带宽将达到约8GB/s。
在技术的演进发展方面，PCIe3.0的***大改变在于编码方式。在物理层，PCIe1.x及2.x采用常见的8B/10B编码方式来确保连续的1和0字符串长度符合标准。这样能够保证接收端不会误读，不过，此方案会占用20%的总带宽。到了PCIe3.0，采用128B/130B编码方式则仅占用1.538%的总带宽，这便能够有效提升实际可用带宽。
但在同时，这种改变也带来了设计上的挑战。开发商必须确保自己的产品能够向下兼容，并且还能与其他产品互连互通。不过，大家仍在等待Intel公司CPU及芯片组的正式支持，才能真正打开这个市场，并进行兼容性的实际测试。
SATA技术发展
取代PATA的SATA(串行ATA)总线，其主要功能在于实现主板和大量存储装置(如硬盘和光驱)之间的数据传输。除了传输速率获得提升以外，SATA的优势还包括支持热插拔，以及使用嵌入式频率信号，具备比以往更强的纠错能力，而能够对传输指令(不仅是数据)进行检查，并且，如果发现错误则会自动矫正，从而提高了数据传输的可靠性。
SATA称其封包为帧，并称帧的内容为帧信息结构(FIS)，其采用封包式I/O的好处是编码及译码均采用硬件运算，因此速度非常快；此外，包括指令、数据以及状态信息等都通过相同路径进行传送，从而使稳定性大为提升。在SATA的串行引擎中有三个处理层次，分别是传输层、链路层和物理层。这三层分工合作，能够实现高速传输。
SATA至今已有3个发布版本，在传输速率上从150MB/s提升到2.0版的300MB/s，以及***新3.0版的600MB/s，它们编码上均采用8b/10b方式。虽然SATA的传输速率大幅提升，但事实上由于硬盘本身限制，通常只能达到120MB/s。因此，3.0版本对于SSD固态硬盘的应用更有意义，它能达到400MB/s以上的传输速率，可让SSD充分发挥存取性能。
SAS技术发展
SAS(串行连接SCSI)支持SCSI命令传输，因此兼容SCSI-3架构；此外，其也可以说是SATA的孪生兄弟，二者的扁平电缆相互兼容，SATA硬盘可连接SAS接口。不过，相对于SATA一对一的架构，SAS允许多个端口集中在单个控制器上，既可以将其内建于主板当中，也可以另外添加。该技术建立在强大的并行SCSI通信技术基础上，这种扩展性更适合企业数据存储使用。
SAS的传输协议可分为三种：用于传输SCSI命令的序列SCSI协议(SSP)、用于传输SATA资料的SATA通道协议(STP)以及用于对SAS设备进行维护和管理的SCSI管理协议(***P)(图1)。在SAS的拓扑由发起器(Initiator)、目标设备和扩展器共同组成，其中发起器通常是服务器或HBA卡，目标设备可能是硬盘，扩展器则是SAS交换机。
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