2014新一代I/O接口更新潮正式启动

渐趋完整的12Gb SAS产品—板卡
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张明德 摄影
在这次Computex中，众多厂商推出了支援NVMe、12Gb SAS与16Gb FC等新I/O介面的产品，揭示了新一波I/O介面更新潮的来临。
我们在今年1月的《储存汇流排世代交替》报导中，曾审视了即将成为新一代内外接I/O介面标准的SATA Express、NVMe、12Gb SAS与16Gb FC等规格，当时这几种规格仍停留在只闻楼梯响的初期商品化阶段，不是仅有少数厂商推出先导性产品，就是只有工程原型样品。
时隔4、5个月后，现在的情况变大不相同了，在这次的Computex，我们看到国内厂商大举投入这几种新规格介面产品的发展，展出了众多相关产品，显示这几种新I/O介面，即将步入开始普及的阶段。
大爆发的SATA Express
SATA Express是做为现有SATA介面的后继者，就规格与位阶来说，是这几种I/O介面中最低阶、但也最贴近一般使用者的。
相较于现有的SATA，SATA Express透过嫁接使用PCIe汇流排，来达到提高传输频宽的目的，在SATA介面脚位中增加了PCIe的线路，既可向下相容现有的SATA 3Gb/6Gb，又可透过嫁接使用PCIe，将储存装置传输效能提高到10Gb/s（嫁接使用PCIe 2.0×2）。
SATA-IO组织在2013年8月发表涵盖SATA Express规格的SATA 3.2规范，很快地，在2013年底，华硕便推出了首款支援SATA Express的主机板工程样本。而在今年的Computex，我们发现SATA Express已经成为新一代主机板普遍支援的规格，包括华硕、技嘉、华擎（ASRock）、微星在内的主要主机板厂商，新推出采用Z97晶片组的PC主机板中，较高阶的款式几乎普遍内建了SATA Express埠，一部份H97晶片组主机板也拥有SATA Express埠。另外值得一提的是，除了标准的SATA Express埠外，有些新主机板还提供效能等同于SATA Express的M.2埠（事实上是两种埠共享频宽），可支援效能等同SATA Express、同样嫁接PCIe高频宽的新一代轻薄型高速储存装置。
总的来说，主机板端目前已经做好了支援SATA Express的准备，较大的问题是在储存装置端方面，迄今仍缺乏支援SATA Express的储存装置可用。针对这一点，硬碟大厂WD在这次Computex中发表了首款支援SATA Express介面的原型产品WD40RUNVS，这是一款硬碟+SSD的混合式3.5寸磁碟装置产品，同时含有4TB硬碟与128GB SSD，不过推出时间仍未定。
依当前的情况看来，虽然SATA Express已成为新一代PC主机板的标准规格，但考虑到SATA Express介面储存装置的缺乏，目前仍无法组成从端到端的完整SATA Express系统，可能要等到2015年才能让SATA Express储存环境真正成熟。
新一代主机板已做好支援SATA Express准备



各主机板厂商在Computex 2014中展出了支援SATA Express的新主机板，多数新推出的较高阶Z97晶片组主机板，以及一部份H97晶片组主机板都内含了SATA Express埠。照片由上至下分别为华硕、华擎与技嘉展出的Z97晶片组主机板，均内建了1组SATA Express埠。
WD展出第1款SATA Express硬碟

苦等多时，WD终于推出第一款支援SATA Express的磁碟装置，这款采用硬碟+SSD混合架构的WD40RUNVS仍是工程原型，不过透过SATA Express的高频宽，该公司在公开展示中展现了接近700MB/s的高传输效能。
 
终露曙光的NVMe
由Intel主导的NVMe（Non-Volatile Memory Express），目的是统一PCIe固态储存装置的标准，藉由统一规范SSD控制器与作业系统之间的暂存器介面、指令集与功能集，来解决目前PCIe SSD规格与标准各行其是、必须依靠各别产品专属驱动程式才能运作的问题，让未来的PCIe储存装置能像SAS/SATA硬碟般的标准化，且能随插即用。
NVMe装置有两种外型型式——一为类似当前PCIe SSD产品般的PCIe介面卡，采用PCIe 3.0扩充槽安装部署，另一为采用2.5寸磁碟外型，采用配置在主机板上的新型SFF-8639连接介面来连接安装。
NVMHCI工作组在2011年3月发布了NVMe 1.0规范，接下来又陆续在2012年10月与2013年1月发布NVMe 1.1与1.0e规范，IDT、SandForce/LSI等SSD控制器厂商也陆续发表支援NVMe的控制器产品，三星则在2013年7月率先发表首款支援NVMe的SSD XS1715，接下来SanDisk与Kingston也先后发表NVMe规格的SSD产品。在完整的NVMe系统方面，Dell在今年3月推出的PowerEdge R920伺服器，搭载了采用SFF-8639介面、由三星提供的2.5寸NVMe SSD，是业界第一款导入NVMe的伺服器产品。
而在这次Computex中，又有更多NVMe产品问世。Intel发表了支援NVMe的DC P3500/3600/3700系列PCIe SSD产品，涵盖了介面卡与2.5寸磁碟型式两种类型，同时伺服器大厂Supermicro也同步发表了内建NVMe埠、可支援Intel NVMe SSD产品的一系列伺服器，包括新的1U 尺寸WIO SuperServer、2U尺寸TwinPro SuperServer等。另外，威刚（ADATA）也展出了一款可支援NVMe的2.5寸SSD SR1020，采用LSI/SandForce SF-3739控制器，可提供2TB的大容量。
总的来看，同属广义的PCIe储存应用，且针对企业级伺服器应用领域的NVMe，虽然能见度不如前面介绍针对PC应用领域的SATA Express，不过当前的产品生态系却更为完整，不像SATA Express仍苦于缺乏可用的SSD装置，目前无论在伺服器端或储存装置端，都已有实际可用的NVMe产品推出，有兴趣的用户，现在就能组成从端到端的完整NVMe储存系统。
Supermicro新推出支援NVMe的伺服器主机


Supermicro在这次Computex中发表了一系列支援NVMe SSD的伺服器，既可使用介面卡型式的NVMe SSD，也内含有可连接2.5寸型式的NVMe SSD。上面的第一张照片是Supermicro一款新伺服器主机板，可同时支援NVMe与12Gb SAS等新型传输介面。第二商照片是Supermicro支援NVMe的1027R WC1NRT伺服器，机箱前方最右边的2个磁碟槽可支援安装NVMe SSD。
涵盖日趋完整的NVMe SSD装置
Supermicro在这次Computex中发表了一系列支援NVMe SSD的伺服器，既可使用介面卡型式的NVMe SSD，也内含有可连接2.5寸型式的NVMe SSD。照片左是Supermicro一款新伺服器主机板，可同时支援NVMe与12Gb SAS等新型传输介面。照片右是Supermicro支援NVMe的1027R WC1NRT伺服器，机箱前方最右边的2个磁碟槽可支援安装NVMe SSD。
涵盖日趋完整的NVMe SSD装置


NVMe装置有两种型式，一为透过PCIe 3.0扩充槽安装的PCIe介面卡，另一为透过SFF-8639连接介面连接安装的2.5寸磁碟型式。威刚在这次Computex中展出的SR1020属于前者(上面的照片)，Intel展出的DC P3600与p3700则属于后者(下面的照片)。两家厂商这次新推出的NVMe SSD都可提供2TB最大容量，以及超过2,000MB/s的传输速率。
外接储存新标准：16Gb FC与12Gb SAS
光纤通道（Fibre Channel，FC）与SAS是两种最重要的企业外接储存传输规格（SAS也兼用于内接储存介面）。这2种储存汇流排规格都按部就班地依照既定Roadmap发表了新规格产品，最新一代的16Gb FC与12Gb SAS产品都在2013年陆续上市，有需求的用户已能组成从端到端的完整16Gb FC或12Gb SAS储存环境，不过问题在于，直到几个月以前，能提供这两种新传输规格的厂商仍相当少，用户的选择十分有限。
16Gb FC
在16Gb FC方面，当16Gb FC规格确定后，主要FC HBA卡厂商之一的Emulex，以及FC交换器供应商Brocade便率先于2011年中推出16Gb FC的HBA卡、骨干交换器与交换器产品，接下来QLogic、ATTO等HBA卡供应商，另一家主要FC交换器供应商Cisco，也都在2012年底到 2013年初之间，陆续推出16Gb FC的HBA卡与交换器产品，在板卡与交换器方面的产品涵盖已相当完整。
在储存设备方面，则由Dell拔得头筹，于2012年11月宣布该公司旗下的Dell Compellent SC8000磁碟阵列，提供16Gb FC I/O模组，成为业界首款16Gb FC储存设备。稍后HP与普安也都在2013年5月中旬发表了16Gb FC磁碟阵列，不过既前述第一波厂商后，在接下来的7、8个月时间内，16Gb FC磁碟阵列产品的发展便陷入沉寂，用户一直只有前述几种16Gb FC磁碟阵列产品可选。
而在这次的Computex中，我们终于见到有更多厂商推出16Gb FC磁碟阵列产品，商丞（Proware）、广盛（Qsan）、兆讯（PetaStor）等都展出了16Gb FC磁碟阵列产品，随着普安、商丞与广盛等台湾厂商的投入，预视着16Gb FC即将步入普及。
在16Gb FC方面，当16Gb FC规格确定后，主要FC HBA卡厂商之一的Emulex，以及FC交换器供应商Brocade便率先于2011年中推出16Gb FC的HBA卡、骨干交换器与交换器产品，接下来QLogic、ATTO等HBA卡供应商，另一家主要FC交换器供应商Cisco，也都在2012年底到 2013年初之间，陆续推出16Gb FC的HBA卡与交换器产品，在板卡与交换器方面的产品涵盖已相当完整。
在储存设备方面，则由Dell拔得头筹，于2012年11月宣布该公司旗下的Dell Compellent SC8000磁碟阵列，提供16Gb FC I/O模组，成为业界首款16Gb FC储存设备。稍后HP与普安也都在2013年5月中旬发表了16Gb FC磁碟阵列，不过既前述第一波厂商后，在接下来的7、8个月时间内，16Gb FC磁碟阵列产品的发展便陷入沉寂，用户一直只有前述几种16Gb FC磁碟阵列产品可选。
而在这次的Computex中，我们终于见到有更多厂商推出16Gb FC磁碟阵列产品，商丞（Proware）、广盛（Qsan）、兆讯（PetaStor）等都展出了16Gb FC磁碟阵列产品，随着普安、商丞与广盛等台湾厂商的投入，预视着16Gb FC即将步入普及。
 
产品选择更丰富的16Gb FC磁碟阵列


继2013年中的第一波16Gb FC磁碟阵列产品后，广盛（Qsan）与商丞（Proware）也分别在今年2月与1月发表了16Gb FC磁碟阵列产品，并在这次Computex中实机展出。上为广盛的F630Q，下为商丞的EP-2123D1。
12Gb SAS
负责SAS规格制定的STA早在2011年11月便发布12Gb/s SAS规格，后来LSI率先于2013年初推出12Gb SAS的控制器晶片与HBA卡、RAID卡等板卡产品，随后并购Adaptec后的PMC，也跟进推出了12Gb SAS HBA卡与RAID卡产品。不过问题在于，除了板卡产品外，12Gb SAS在磁碟装置与外接储存设备方面一时间仍未达到可用状态，以致难以构成完整的12Gb SAS储存环境，只有极少数外接JBOD或磁碟阵列产品提供12Gb SAS介面，如HP MSA 2040等，用户选择非常有限。
而在这次Computex中，我们终于见到有更多厂商投入12Gb SAS产品，涵盖了板卡、JBOD磁碟柜与磁碟阵列等产品类型，大幅丰富了用户的选择范围，如12Gb JBOD磁碟柜就有商丞，以及主供外销的Echostreams、潍进（NetStor）与悦舍科技（evServ）等厂商展出了可立即供货的产品，用户选择弹性远非我们刚接触12Gb SAS产品的半年前可比。
渐趋完整的12Gb SAS产品──板卡


如同先前的SAS产品，新一代的12Gb SAS也必须透过附加的HBA或RAID介面卡，或是嵌在主机板上的SAS控制器晶片组才能提供支援。目前的12Gb SAS控制器晶片可分为LSI与PMC/Adaprec两大阵营，照片左为Echostreams摊位上展出的PMC/Adaprec 12Gb SAS RAID卡，右为广安（Areca）以LSI控制器为基础推出的12Gb SAS RAID卡。
渐趋完整的12Gb SAS产品——JBOD与磁碟阵列


相较于半年前，现在的12Gb SAS JBOD与磁碟阵列产品已经多出许多，上为商丞的12Gb SAS JBOD，下为潍进（NetStor）的12Gb SAS JBOD。就我们在Computex会场的访查，目前国内厂商的12Gb SAS产品以采用LSI控制器居多。
新规格普及的信号已经出现
受限于有限的规模、研发能量，以及在产业链中的位置，国产厂商始终难以成为引领新规格发展的开创者，不过却能藉由擅长的大规模量产与压缩成本能力，很好地扮演协助新规格普及应用的促进者角色。因此从这次Computex中看到各国产厂商对于新一代I/O介面产品的积极投入，也能视为这些新规格即将步入普及的信号，可望从今年下半年起逐渐进入市场主流应用。