傳統(tǒng)以并行傳輸信號方式運行的總線架構(gòu),在往高速、高帶寬的發(fā)展上遭遇了難以解決的瓶頸。并行傳輸總線帶寬的提高主要通過信號線與接腳的增加來實現(xiàn),這除了導致復雜度與成本上升外,隨著總線工作頻率的提高,要維持信號的同步與時序控制也越來越難,串擾(crosstalk)、信號偏移(skew)等問題迫使信號線距離越來越短,以致妨礙設備的連接使用。
種種問題顯示并行傳輸?shù)陌l(fā)展已難以為繼,因此新一代傳輸通道開始走向串行信號傳輸,如專為高帶寬環(huán)境發(fā)展的光纖信道仲裁環(huán)路(Fibre Channel Arbitrated Loop,F(xiàn)CAL)與InfiniBand接口,即是典型的串行傳輸通道,其它像是PCI從PCI-X轉(zhuǎn)向PCI-E,ATA走向SATA也都是從并行到串行的轉(zhuǎn)向。
發(fā)展已有26年的SCSI界面也未能抵擋這股串行的潮流。傳統(tǒng)并行傳輸?shù)腟CSI接口從1981年提出的SASI(后來的SCSI-1)開始,一路發(fā)展到2000年公布的Ultra320 SCSI后,也同樣面臨帶寬難以持續(xù)增長的問題。雖然SCSI商業(yè)協(xié)會和ANSI T10技術(shù)委員會曾試圖制定Ultra640,但很快就難以為繼,各主要廠商紛紛放棄難以實用化的Ultra640,改為投入到更有潛力的SAS。
SAS的帶寬與連接能力優(yōu)勢
雖然FCAL也能滿足高速傳輸?shù)男枰?,且FCAL硬盤在價格上也已降到與Ultra320/160硬盤相當?shù)某潭?,但FC適配卡、纜線等相關設備的昂貴使其不適合作為并行SCSI的替代者。因此SAS工作小組走了一條快捷方式,把成熟的SCSI指令集嫁接到Serial ATA(SATA)的物理層上,并吸收了一些FC的特點推出了SAS規(guī)格。
并行傳輸SCSI的指令集已發(fā)展了20多年,十分成熟、完整,而SATA的優(yōu)勢則在于更進步的串行傳輸,且有大量廠商支持,有整體成本的優(yōu)勢,于是結(jié)合兩者之長的SAS,便迅速獲得業(yè)界的支持以及SCSI商業(yè)協(xié)會的承認,成為并行SCSI的后繼者。
相較于并行SCSI,SAS有幾個明顯優(yōu)勢:
1、 高帶寬:第一代3Gb/s的SAS可達到300MB/s帶寬,雖然這數(shù)字低于Ultra320 SCSI的320MB/s,但并行SCSI是采用各設備共享帶寬的總線連接,而SAS則是每個設備獨享帶寬的點對點連接,還可通過寬端口(wide port)連接方式倍增帶寬,在一個連接端口聚合4條SAS通道達到1200MB/s帶寬。
2、 連接能力強:每條SAS通道可連接128組設備,一個SAS域最大可達16384組設備,相較下每條并行SCSI總線只能連接16組設備。雖然SAS的點對點連接距離小于并行SCSI,但通過擴展器(Expander)仍可滿足多數(shù)環(huán)境下的連接需求。
3、 容錯能力高:具有與FCAL相似的雙端口(dual port)連接與多連接路徑設計,可提高容錯能力。
而與FCAL相較,SAS也有優(yōu)勢:
1、 可相容SATA:由于SAS借用了SATA的物理規(guī)格,且通過SAS規(guī)范中的SATA管道協(xié)議(STP)的溝通,能使SATA設備兼容于SAS環(huán)境。
2、 連接的拓撲結(jié)構(gòu)更有效率:SAS可通過以類似交換機方式運行的擴展器,形成星形拓撲,設備連接的靈活性與可用性均優(yōu)于環(huán)路式的FCAL。不過后來FC亦發(fā)展了采星形拓撲的交換集線器連接,解決了環(huán)路結(jié)構(gòu)的問題。