确到改朝换代时——10款SAS硬盘横向评测

SAS对决Ultra320（上）：Cheetah 15K.4先输一阵

2004年6月中旬，希捷（Seagate）一举发布了11款硬盘驱动器，其中包括三款传统意义上的企业级硬盘驱动器——Cheetah 10K.7、Cheetah 15K.4和Savvio 10K.1。作为希捷的第七代10000RPM和第四代15000RPM硬盘驱动器（3.5英寸规格），Cheetah 10K.7和15K.4的容量均比两年前问世的上一代产品（Cheetah 10K.6和15K.3）提高了一倍，分别达到300GB和147GB。

此次征集了两款同为147GB容量的Cheetah 15K.4，型号都以ST3147654开头，结尾“SS”代表SAS（如图所示），“LW”代表非热插拔的68针Ultra320 SCSI

当时的SAS还是一种新兴的接口技术，希捷只在相对高端的Cheetah 15K.4中提供了选项，Cheetah 10K.7仍仅支持Ultra320 SCSI和2Gb/s FC-AL。两款产品都在2004年年底前批量供货，但采用SAS接口的Cheetah 15K.4直到半年以后才开始出现。

与Ultra320 SCSI版本的ST3146854LW（左）相比，ST3146854SS在标签上突出了SAS的Logo（右），WWN则相对低调

Cheetah 15K.4基本沿袭了Cheetah 15K.3的外形设计，只是呼吸孔附近略有调整，标签下方省去了一个固定顶盖用的螺钉。显然，SAS版本和Ultra320版本的Cheetah 15K.4基于同样的盘体（HDA，磁头/盘片组件），但前者通过标签上醒目的SAS Logo和精心印制的WWN表明了自己的身份。

Cheetah 15K.3（左）、Cheetah 15K.4 Ultra320（中）和SAS（右）的PCBA对比（点击看大图）。SAS版本的Cheetah 15K.4不仅改变了接口（红色椭圆框内），不再需要SCSI ID跳线，还将LSI出品的硬盘控制器芯片由一颗变成了两颗（右下角红色圆框内和箭头所指处），SDRAM和Flash ROM也对调了位置

与Cheetah 15K.3（上图左）相比，Ultra320版本的Cheetah 15K.4（上图中）将担负硬盘控制器功能的芯片由两颗整合为一颗，PCB因此不再占有盘体除主轴马达外的投影空间，而是空出了一角。可是，SAS版本的Cheetah 15K.4（上图右）却走起了“回头路”，用另外一颗LSI出品的芯片和相关电路重新填满了那片“空地”，这也使得其功耗比Ultra320版本增加了2W左右。

在两颗印着LSI标志的芯片中，靠近SAS连接器、SDRAM和150MHz晶振的那一颗显然主要承担着接口交互的任务。这种设计，不由得让人想起SATA硬盘驱动器刚出现时的“桥接”方案——考虑到Cheetah 15K.4之于SAS也处在类似的阶段，同样可以将其理解为“SAS桥接”。

Cheetah 15K.4“同门相残”，SAS（红）以微弱的劣势落后于Ultra320（蓝），这或许是“SAS初期阶段”必须付出的代价

在HD Tach v3.0.4.0的测试中，SAS版本Cheetah 15K.4的突发传输率落后于Ultra320版本，考虑到Ultra320 SCSI的理论带宽（320MB/s）略高于SAS 3Gb/s（300MB/s），这样的结果可以理解，只是差距过于明显。Cheetah 15K.4的外圈传输率约为95MB/s（1000进制，非1024），内圈也在50MB/s以上，但是SAS版本几乎全程都比Ultra320版本低约1MB/s，平均访问时间也略长（0.2毫秒），既然双方拥有同样的HDA（磁头/盘片组件），这只能理解为受累于两颗芯片之间的通讯开销。我们无法确定靠近SAS连接器的芯片是否扮演了（Ultra320与SAS）协议转换的角色，但至少，在SAS硬盘驱动器发展的早期阶段，就让控制器芯片提供商拿出集成了SAS接口功能的单芯片方案，委实有些勉为其难，通过两颗芯片来分担任务是可以理解的。

Cheetah 15K.4“内战”IOPS，SAS版本先抑后扬

根据笔者在希捷官网上查到的Cheetah 15K.4产品手册，其SAS版本支持64深度队列（64 - deep task set），而ULtra320版本的Cheetah 15K.4及Cheetah 10K.7的命令队列深度也是64（Command queuing of up to 64 commands）。两种版本的HDA物理结构是一样的，因此读/写的平均访问时间理论值相同，但从HDTach的随机访问（Random access，仅限读操作）时间来看，只有Ultra320版本符合5.5毫秒（ms）的理论值，SAS版本却慢了0.2毫秒。如果说HDTach的测试结果还存在一定的偶然性，那么在IOMeter的随机读测试中，并发任务数为1时，Ultra320版本的IOPS性能略高，就足以说明SAS版本的平均访问时间确实稍长一点。

既然拥有同样的物理结构，那么最大的可能应当是SAS版本Cheetah 15K.4的双芯片硬盘控制器在通讯（串并信号转换？）过程中产生了微小的延迟。不仅如此，在并发任务数为2时，SAS版本几乎没有体现出增长的态势，立刻就被Ultra320版本将距离拉开，说明早期的SAS硬盘控制器芯片还不够成熟。不过，随着并发任务数的增长，SAS版本与Ultra320版本的差距迅速缩小，终于在并发任务数达到64之后一举实现超越，领先幅度接近10%，初步显示出SAS接口在队列支持上的优越性。