从SASI到SAS：SCSI走过25年

SAS——三位一体的杰作

虽然FC-AL已经与Ultra160 SCSI在硬盘的价格上持平，但FC适配器、线缆等相关设备的昂贵使其不适合作为并行SCSI的串行替代者——业界希望获得的是一个性能、可靠性、机外（outside the box）连接能力和成本均优于并行SCSI，且具有相当发展潜力的机内设备接口。如果说将SCSI的指令集嫁接到Serial ATA（SATA）的物理层上只是走了个捷径，那么对FC-AL的借鉴则充分显示出业界对Serial Attached SCSI寄予厚望。在2004年实现产品化的目标驱动下，SCSI商业协会（SCSI Trade Association，STA）和ANSI T10技术委员会的工作卓有成效。

2002年6月中旬，时任Maxtor公司高端存储部门市场推广副总裁的John Joseph先生向笔者分析SAS的特点

2001年11月26日，Compaq、IBM、LSI Logic、Maxtor和Seagate宣布成立Serial Attached SCSI工作组，目标是将并行SCSI与Serial ATA的优点相结合，定义一个新型串行点对点的企业级存储设备接口。Adaptec、Fujitsu、Hitachi、QLogic、ServerWorks和Western Digital也主动表示了对Serial Attached SCSI工作组的支持。这条消息获得了广泛的关注，但基本上只能局限于新闻稿所提供的内容。

12月，SCSI商业协会董事会一致决定接纳Serial Attached SCSI并全力支持该技术的发展和推广。2002年1月16日SCSI商业协会年会期间，双方的市场和商业发展团队在休斯顿敲定了合作的细节，即由SCSI商业协会负责Serial Attached SCSI规格的市场需求和工业推广。到2月4日正式发布时，工作组的成员数量已经因Dell等公司的加入而达到了20个之多。

三人行必有我师

并行SCSI的优点在于完善的命令集，SATA的长处则是串行的物理层，Serial Attached SCSI正是将这二者结合在一起。由于FC、IEEE 1394和SSA的存在，Serial SCSI（串行SCSI）已不能作为专有名词，而加上Attached则不仅解决了这个问题，也可体现出对SATA的尊重。

同样的物理互连部分让Serial Attached SCSI（串行连接SCSI，简称SAS）支持SATA设备成为可能（反之则不行），此外它还吸取了FC的一些优点。Serial Attached SCSI网站上一份14页的PDF文档提供了SAS与SATA、并行SCSI及FC-AL的主要特性对比表（见表），但并未涉及较为深入的技术细节。

Serial Attached SCSI与其他三种接口规格对比

注：最初SAS以1.5Gbps（150MB/s）起步，2003年后改为3.0Gbps（300MB/s）

Maxtor公司高端存储部门市场推广副总裁John Joseph先生来到北京给记者提供了这样一个机会——SAS的网站上有这位SCSI专家的“语录”，向他请教相关的问题肯定错不了。就在法国队被淘汰出世界杯的那天下午，John Joseph先生告诉记者：SAS不仅仅是在SATA的物理层上使用SCSI命令集那么简单，它还增加了Dual Port（双端口）、Switch（交换）和WWN这三个从FC引入的特性，即所谓FC Like（SAS规格介绍见下页）。

新接口坐二望一

在SATA的电气接口上建立类似于光纤路径的交换架构，运行的又是SCSI命令集，SAS可谓博采三家之长。那么它是否具备接替并行SCSI的能力？又会对FC-AL产生怎样的影响呢？

干掉并行SCSI

把SCSI命令集传授给SAS的目的就是要让并行SCSI“含笑九泉”，这个任务完成得怎样呢？现在看来，SAS从SATA和FC-AL那里学来的几手还真管用：

• 点对点连接的距离虽然短了，但在Expander的帮助下连接距离和设备数量都已能满足使用要求，特别是主干带宽可以很容易地达到600MB/s（4个物理连接）——这可是并行SCSI的Expander做不到的；
• 除了在连接SATA目标设备时需要进行STP到SATA的转换，Expander对SSP和STP只做转发处理，其内部产生的延迟非常短，与并行SCSI花在总线争用、仲裁上的开销相比可以忽略不计；
• 双端口和多连接路径的设计提高了容错能力；
• SAS的串行接口在成本和使用方便性上都具有明显优势，对设备接口的要求也没有那么苛刻——带宽都是独享，设备可以根据自身的实际性能决定是否提高接口传输率。

SAS现在已被业内所有的主流厂商认可为并行SCSI的替代者，2004年起接班看来不会有什么问题。

冲击FC-AL

根据Maxtor对企业级硬盘市场的预测，FC-AL的市场份额将从2001年的8%稳步增长至2004年的17%，然后在2005年降为15%；2004年还是SAS的“好日子”，而2005年其份额将从3%提高至9%。预期的一升一降绝对不是巧合，“SAS now viewed as viable serial alternative”（现在看来SAS是可行的串行选择），含蓄中蕴含着杀机。

为了说明FC-AL存在的问题，John Joseph先生用铅笔画了一个代表FC-AL的双环路，上面均匀地分布着6块Atlas 10K Ⅲ-Ultra320，以其55MB/s的持续传输率，这个双环路200MB/s的带宽在4块硬盘的时候就不够用了（又是4块）。即使FC-AL的带宽还有提高余地，但是对于其127个(实际使用要超过40个)设备的连接能力来说还是远远不够的。

FC-AL上面跑的命令集也是SCSI，它在与并行SCSI的高端之争中取胜靠的是连接距离长、容错能力强（双端口双环路）、设备间平等、全双工和串接数目多，但在SAS面前这诸多优势仅剩一项（10公里的连接距离对硬盘来说似乎也意义不大），拓扑结构、可用带宽和成本方面还处于劣势，逐渐将硬盘市场让出是可以预期的。

从企业级市场对机内和短距离机外连接的要求来看，草拟中的SAS已经交出了一份令人满意的答卷，FC以后则会更专注于长距离连接。

虽然SAS工作组仍将FC奉为高端的选择，但也提到“（FC）对内部存储来说太昂贵了”。相信从2004年起，即便是FC SAN在硬盘的选择上也会更倾向于SAS——内外都是串行（SCSI），做个转换罢了。