昨天SATA-IO（串行ATA國際組織）發布了一條新聞，SATA標準接口的批準程序已經開始。這就意味著，不久之後SATA傳輸規範將有新的升級，預計最早在今年下半年就可能迎來新的規範。那麼SATA是怎樣的發展路線，未來的SATA設備將是什麼樣

，這次變革究竟會用戶帶來哪些便利？如果整理一下SATA的發展路線，也許能從中找到一些線索。

SATA：並行與串行之爭

在2001年的時候，一種名叫ATA100的規範被ANSI(American National Standards Institute：美國國家標準學會)認證
，讓對存儲有需求的用戶興奮不已。因為此前數據線的傳輸速度隻有66MB/s，而一部分硬盤的內部傳輸速度已經快接近極限
，這樣一旦遇到RAID等，外部傳輸速度就成為瓶頸。在後來，ATA接口的速度更是提升到了133MB/s的理論值
，以進一步滿足用戶需要。

但是這種基於並行總線的傳輸技術發展已經到了極限，在ATA133之後並沒有更高規格的規範推出。同時也難以滿足用戶對性能和易用性的進一步需求。比如在一條線上安裝多個硬盤時要設置主從盤跳線
、kuandadeshujuxianbuliyubuxianhexitongsanre，buzhichirechabarangxitongbubianyuweihudengdeng。congjishushanglaishuo，youyuzhezhongbingxingchuanshujishuduiyuganraoquefalianghaodeguolvjizhi
，weilequebaoshujubeizhengquechuanshu
，fengzhichuanshudianyagaoda5V，這種方式已經讓傳輸標準失去了進一步提升性能的可能性。


在ATA100通過ANSI認證的同時

，由Intel、IBM、希捷等廠商牽頭
，在2001年發布了另一種完全不同的數據傳輸規範，被稱為SATA1.0。這種傳輸技術在2000年被提出來，是一種從光纖傳輸衍生出來的串行傳輸技術，並在次年最終確立成為標準。與此前的PATA相xiang比bi，數shu據ju線xian變bian得de非fei常chang窄zhai，安an裝zhuang十shi分fen方fang便bian。同tong時shi每mei個ge存cun儲chu設she備bei占zhan用yong一yi條tiao單dan獨du通tong道dao，不bu必bi設she置zhi主zhu從cong
，並bing且qie具ju備bei了le優you秀xiu的de數shu據ju校xiao驗yan和he糾jiu錯cuo功gong能neng。更geng重zhong要yao的de是shi初chu始shi傳chuan輸shu速su度du就jiu達da到dao了le150MB/s
，即使是相對於之後的ATA133來說
，數據傳輸性能也已經大大超越了。因此SATA在傳輸標準競爭中處於絕對優勢，為以後的主流地位奠定了基礎。
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SATA2：開始走向成熟

現在回頭來看，SATA的出現是一個不小的進步。與之前從ATA33到ATA133的一步步傳輸性能提升相比，PATA轉換到SATA是從並行轉向串行
，並不是簡單的規範升級
，而是革命。但作為全新的標準
，也存在一些不完善的地方

，因此隨著時間的不同，會有1.0a、1.0
、1.5等等逐步完善的版本。但總體上說，使用在服務器以及企業存儲設備上的時候，會出現對熱插拔支持不好
、對多任務請求支持不好

、高負荷下性能降低等問題。

其實在2002年
，也就是SATA1規範製定的第二年，SATA2就發布了
，並且對這些存在的問題進行了大規模修複
，同時還增加了很多新的技術以進一步提升性能。SATA2最廣為人知的穩定版本是SATA2.5，將所有的優秀技術搜羅進來，並且規範了SATA2標識如何正確使用。


SATA2裏麵將傳輸速度從150MB/s提升到了300MB/s
，並且增加了NCQ、端口選擇器
、端口倍增器等技術。其中在性能提升上最引以為傲的就是NCQ技(ji)術(shu)，在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，通(tong)過(guo)優(you)化(hua)算(suan)法(fa)對(dui)需(xu)要(yao)讀(du)取(qu)的(de)內(nei)容(rong)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)排(pai)序(xu)
，將(jiang)按(an)照(zhao)數(shu)據(ju)順(shun)序(xu)讀(du)取(qu)改(gai)變(bian)為(wei)按(an)照(zhao)磁(ci)盤(pan)位(wei)置(zhi)順(shun)序(xu)讀(du)取(qu)，大(da)大(da)提(ti)升(sheng)了(le)性(xing)能(neng)。

另外對於數據線容易成為企業級存儲設備單一故障點的問題
，端口選擇器允許一個硬盤占用2個SATA接口(通道)，這樣在一條線出現故障的時候切換到另一條傳輸
，以確保重要業務正常運行。而端口倍增器允許一個SATA線連接兩個硬盤，提升了係統整體可以容納的存儲器數量。

更高速的SATA3已成主流

可以說SATA2是SATA接口走向成熟的一代，所有的規範都已經接近最終確定
，暫時還沒有特別新的內容需要加入。目前的SATA已經升級到了3.0時代，相對於SATA2，新規範優化了NCQ的讀取機製
，並且將速度提升到了600MB/s。

waibuchuanshusududeshengji，duiyuminyongchanpinlaishuoyiyibuda，yinweizaigerenyonghudejiqizhongcipanneibuchuanshusuducaishizuidadepingjing。ranerzaiqiyejicunchulingyu，duicunchuxingnengdekeqiushilingrenfazhide。budangezhonggaoxingnengdecipanzhenliefanganyunji
，bingqiehenduocipanbenshendeneibuchuanshusuduyedouxiangdanggao，gengbufawanzhuanji、15000轉級的硬盤廣泛使用，一些存儲設備更是早早就提供了對SSDgutaiyingpandewanshanzhichi，zaizhezhongqingkuangxia，tongguocipanchanpindeyouhuazuhe
，henrongyishiyuanbenkanqilaichongyudewaibujiekoushunjianbianchengpingjing
，yincigenggaosulvdeguifanshizaibixing。
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SATA3：讓人疲勞的提速

SATA-IO組織最新的標準將會做怎樣的升級呢？先看一張最新的Intel服務器主板芯片組布局圖。


在這張布局圖中我們要注意的就是SATA的部分。在芯片組中，Intel為服務器提供了4個SATA2接口和2個SATA3接口，這兩種接口分別能夠提供300MB/s和600MB/s的傳輸速度。雖然目前對於單個存儲器來說，目前還很難對這種規格造成衝擊。但是各種磁盤陣列方案，尤其是SSD的引入，讓存儲設備的內部傳輸速度能夠成倍增加，即使最新的SATA3，外部傳輸速度也能很容易成為瓶頸。這讓SATA-IO感到了壓力。SATA-IO總裁Mladen Luksic去年的采訪中，談到SATA升級問題就曾經表示
，雖然雖然企業級用戶所占的市場份額並不多（企業級有太多解決方案可用了），但SATA的目標是要滿足所有情況的應用。


以往無論是ATA33/66/100/133
，還是SATA1/2/3(傳輸速度分別為150/300/600)
，其實都是在防止這種外部瓶頸出現而進行的升級。但是到了後SATA3時代該如何升級

？這樣純粹提速的升級之路能走多遠

？作為規範的製定者，SATA-IO組織權衡之後改變了這種單純提速的思路。一種看起來相似，但是又很“怪異”的接口出現了。
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後SATA時代：升級是為了不再升級

下一代SATA升級的切入點指向了另一個同樣使用串行總線的近鄰：PCI Express。先做一下科普：在主板上可以看到各種不同長度的PCI Express接口，對應了x1，x4
，x8，x16四種規格。每一個x代表一條PCI Express通道
，每一條PCI Express通道帶寬是固定的，硬件製造商研發產品時，根據自己產品所需要的帶寬情況，把產品設計成需要占用幾條PCI Express通道就可以了。也就是說PCI Express的帶寬純粹是用通道數量堆積起來的。


既然PCI Express可以
，為什麼SATA不可以？帶著這樣的思路

，早在2011年下半年
，一種新的理念被提了出來
，叫做SATA Express。如今經過各方討論和完善，SATA Express正在逐步成型，現在正等待被SATA-IO批準使用，不出意外的話
，今年年底將正式成為規範。其理念很簡單，概括來說
，就是把SATA硬盤全部連接到PCI Express上去。

但是PCI Express如何與存儲設備連接呢？解決的方法是摒棄芯片組內置SATA控製器的方式，轉而將SATA控製器放到每個存儲設備上——就是讓每個SATA接口的硬盤自帶SATA控製器。這樣不論多少個設備，都會有一個自己獨占的SATA通道
，外部接口速度達到600MB/s，對於單個存儲設備而言在很長一段時間內都不可能出現瓶頸。

下一步
，在主板上繼續提供SATA接口，但這些SATA接口隻是繼續保持SATA接口的形狀，已經不再連入主板的SATA控製器，而是直接與PCI Express通道連接。在PCI Express 2.0規格中，每個通道可以提供500MB/s帶寬


，比SATA3略低。但是未來的PCI Express 3.0規格中
，每個通道的帶寬將達到1GB/s
，遠遠超過了SATA3規格。

即使PCI Express停留在2.0時代也沒關係，因為500MB/s是PCI Express每個通道的帶寬
，如果存儲器占用2條PCI Express通道
，外部傳輸速度就達到1GB/s，如果占用4條

，就達到2GB/s，……以此類推，即使存儲設備的數量特別多，隻要逐步增加PCI Express通道的占用量
，存儲設備外部的數據傳輸也不會出現任何瓶頸。（以Xeon E5-2600為例，每顆CPU可以提供40條PCI Express通道，雙路平台達到80條）


SATA-IO已經發布了全新的SATA Express接口規範，新的接口可以同時兼容現有的SATA存儲設備(連接到SATA控製器)以及未來的SATA Express存儲設備(連接到PCI Express總線)。


另外，根據資料顯示，一款SFF-8639的總線控製器也已經出爐，這款控製器同時支持現有的SATA設備和未來的SATA Express設備
，是一種在兩種設備都存在時使用的過渡方案，可以有效幫助用戶在過渡時期切換不同規格的存儲設備。

可以看出，在一次次速度提升之後，SATA-IO最終放棄了為SATA通(tong)道(dao)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)速(su)的(de)打(da)算(suan)
，轉(zhuan)而(er)憑(ping)借(jie)串(chuan)行(xing)總(zong)線(xian)可(ke)以(yi)多(duo)通(tong)道(dao)連(lian)接(jie)的(de)優(you)勢(shi)
，對(dui)主(zhu)板(ban)上(shang)的(de)閑(xian)置(zhi)資(zi)源(yuan)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)整(zheng)合(he)
，以(yi)更(geng)直(zhi)接(jie)更(geng)激(ji)進(jin)的(de)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)提(ti)速(su)
，預(yu)計(ji)從(cong)明(ming)年(nian)開(kai)始(shi)，很(hen)長(chang)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)之(zhi)內(nei)都(dou)看(kan)不(bu)到(dao)SATA再做任何升級了。