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[主筆漫談] 專屬型微處理器的復興

電腦的世界自始至終都是圍繞在軟體與硬體的協作之上，單純的硬體或是單純的軟體，是無法完成任何事情的。如果從這個角度看，所謂的軟體定義抑或是硬體定義，只不過也就是「為賦新詞強說愁」罷了！ 回到本文主題的微處理器身上。早年，也就是從所謂的「電腦」（計算機）剛被發明出來，一直到筆者唸...

2011/04/25

[技術] 儲存網路界面的比較

新舊的儲存網路界面很多，我們在網路上找到一些整理性的資料，提供給大家做參考。

詞彙

  • FC - Fiber Channel 光纖通道
  • FCoE - Fiber Channel over Ethernet 乙太網路光纖通道
  • IB - Infiniband
  • iSCSI - Internet Small Computer System Interface
  • SAS - Serial Attached SCSI
  • SATA - Serial ATA
  • USB - Universal Serial Bus
  • 10GbE - 10 Gigabit Ethernet
  • CNA - Converged Network Adapter (for FCoE) 整合式網路界面卡
  • HBA- Host Bus Adapter (for FC, iSCSI, SAS, SATA) 主機匯流排界面卡
  • HCA - Host Channel Adapter (for IB) 主機通道界面卡
  • NIC - Network Interface Controller/Card (for FCoE, iSCSI, Ethernet) 網路界面控制器/卡
  • ISL - Inter-Switch Link


規格比較表
Number of Devices Maximum Distance (m) Cable Type Interface Device Transfer Rate (MB/sec) Interface Attributes
FC 16M 10 (copper)
10KM+ (optical)		 Copper
Optical		 HBA 100, 200, 400, 800 Dual Port
FCoE 16M 10 (copper)
very long (optical)		 Copper
Optical		 CNA
10GbE NIC		 1150 Dual Port
IB 16M 15 (copper)
very long (optical)		 Copper
Optical		 HCA 1000, 2000, 4000 Full Duplex, Dual Port
iSCSI Many Ethernet cable distance Copper
Optical		 NIC, HBA 100, 1000
SAS
(passive)		 16K 10 Copper Onboard, HBA 300, 600 Full Duplex, Dual Port
SAS
(active)		 16K 20 Copper Onboard, HBA 300, 600 Full Duplex, Dual Port
SAS
(active)		 16K 100 Optical Onboard, HBA 300, 600 Full Duplex, Dual Port
SATA 1 1 Copper Onboard, HBA 150, 300, 600 Half Duplex, Single Port
USB 127 5 Copper, Wireless Onboard, Adapter card 0.15, 1.5, 48, 500 Single Port

傳輸速率
傳輸速率有時又稱為傳輸速度，指的是資料經由界面傳送時的最大速率，有些界面可能因為與生俱來的資料處理損耗，而無法達到最大的傳輸速率。有些界面的連接卡可以提供硬體的卸載功能，在資料傳輸時改善效能、管理性、與可靠性。

Bits v.s. Bytes
儲存界面與裝置的資料傳輸速率通常以 MB/sec. 或 MBps (MegaBytes per second 每秒位元組) 來表示，它是由 Megabits per second (Mbps 每秒位元) 除以 10 計算出來的。有許多的界面使用「8b/10b」編碼方式，在傳送資料時會把 8 位元的位元組對映到 10 位元的記號，多出來的位元用來做為指令與控制之用。所以當在轉換位元與位元組時，把位元的數字除以 10 就是位元組。

新興的傳輸界面像 10GbE 和用來做為 ISL 用的 10GbFC，使用新的「64b/66b」編碼方式，以改善資料傳輸效率，64b/66b 編碼方式也用在 16Gb FC，並且計劃用在更高的傳輸速率像 IB 等。64b/66b 的編碼方式並不直接相容於 8b/10b 的編碼，但建置上的技術將會使新的編碼方式相容於舊的編碼方式。16Gb 光纖通道的線率為 14.025Gbps，不過使用 64b/66b 的編碼方式時，將會使它的資料產出等同於 8Gb 光纖通道的兩倍，8Gb 光纖通道的線率為 8.5Gbps，使用 8b/10b 的編碼方式。

歷史

  • FC — 1.0Gb/s in 1997, 2.0Gb/s in 2001, 4.0Gb/s in 2005, 8.0Gb/s in 2008, 10.0Gb/s (ISL only) 2004
  • FCoE — FC:4.0Gb/s and Ethernet:10Gb/s in 2008, 10.0Gb/s in 2009.
IB — 10.0Gb/s in 2002, 20.0Gb/s in 2005, 40.0Gb/s in 2008
  • iSCSI — 1.0Gb/s in 2003, 10.0Gb/s in 2007
  • SAS — 3.0Gb/s in 2005, 6.0Gb/s in 2009
  • SATA — 1.5Gb/s in 2003, 3.0Gb/s in 2005, 6.0Gb/s in 2010
  • USB — 1.5Mb/s in 1997, 12Mb/s in 1999, 480Mb/s in 2001, 5Gb/s in 2009


發展路線圖

  • FC - 16Gb 光纖通道的規格 FC-PI-5 在 2010 年的九月已經完成，因此產品應該會在 2011 年下半年上市。16Gb 光纖通道估計會較 8Gb 光纖通道節省 25% 的電力需求，並且相容於 8Gb 與 4Gb 光纖通道。32Gb 光纖通道的標準 FC-PI-6 於 2010 年初開始制定，相關產品預估將在 2014 或 2015 年上市。
  • FCoE - 40Gb/s 還要幾年的時間，有可能會跟 32Gb 光纖通道同時，40Gb/s 與 100Gb/s 的乙太網路標準 IEEE 802.3ba 已經在 2010 年六月被批准，預計 40Gb/s 與 100Gb/s 的 FCoE 會先被應用在核心交換器的 ISL 上，因此可能到 2012 或 2013 年，一般的交換器都還是會使用 10Gb FCoE。
  • IB - 2011 年末 56Gb/s，2013 年 100Gb/s。
  • iSCSI - 與乙太網路與 FCoE 相同。
  • SAS - SAS 2 是 6Gb/s，預計 12Gb/s 會在 2012-2013 年。   
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