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接口的威力?你的下一个系统设计需要eSATA吗?

Brian Dipert?? EDN高级技术编辑?? 2007年08月14日 ?? 收藏0

  外置 SATA 接口的发展相当快,至少理论上如此,但其性能也带来了物料成本和开发成本。你是否应在下一个设计中承担这些增加的费用,或者一个通用的接口已足够用了?
  要 点
  连接系统的处理系统可能严重影响你的存储子系统性能,尤其是主机端的软件处理媒体管理任务时。
  虽然有大量的基准选项,但当你尝试弄清楚那些简单但有意义的测量结果时,“好问题”仍然是一种问题。
  无论接口瓶颈是在系统 CPU 与内核-逻辑结合处,还是在连接链的存储-外设端,都会抑制信息通过反向-快速配置的能力。
  确保你基准存储设备酷似最终设计中要使用的配置。
  网站上的补充内容扩展了数据集以及本文的结论。


  当消费者懒得打开自己的机箱盖升级存储容量,或者制造商和服务提供商不希望他们的客户对自己产品做这种手术时,高性能外部存储真是天赐之物。回顾过去几年的接口发展史,下面几项历史事件值得特别一提:

图1AMD的QuadFXsystem a包含两个双核3GHzCPU b为各种外置存储的基准测试提供了一个高速而灵活的平台


  2000年4月,支持 480 Mbps 高速模式的USB Version 2.0规范首次面世,性能比前一代的12 Mbps 有了很大提高。

  2001年5月,IEEE1394标准委员会发布了Version B

规范修正版,支持800 Mbps 接口速度,是第一代 IEEE 1394a (即 FireWire 400)的两倍。2002 年 4 月,该委员会随后批准了 IEEE 1394b,也叫 FireWire 800。

  2005 年 8 月 23 日,SATA(串行先进技术连接)国际组织在大约一年的公开开发后,宣布了 Version 2.5 接口规范。这个规范定义了 eSATA(外置 SATA)接口。这个标准化的 eSATA 实现取代了早先许多专门的外置 SATA 方案(参考文献 1)。

  Silicon Image 及其在 SATA 业的合作伙伴和竞争者(如 Addonics Technologies)至少从 2003 年中期就一直在谈论 eSATA 连接(参考文献 2)。并且,集成 RAM 缓存的硬盘传送小批量、偶尔的突发数据可能会受益于 SATA 的 1.5 Gbps 到 3 Gbps 速度,如同一组并行访问的硬盘一样,像一个大型的 RAID(廉价磁盘的冗余阵列) 0 条带阵列。传统硬盘 40 MB/秒 到 60 MB/秒的连续传输速率限制了大多数应用和大部分只有一个或数个硬盘的外置存储器性能。FireWire 和 USB2 至少在纸面上应能够支持单驱动器的持续速度值。

  如果你的设计已经有了 USB2、FireWire,或两者兼备,那么是否有理由为系统背板上的一个或几个 eSATA 端口花费更多的 IC、硬件和软件预算呢?同样,如果你正准备使用 FireWire 400,是否应将自己的设计升级,使它支持更昂贵但有后向兼容性(通过一个连接器转换加密卡)的 FireWire 800?这些两个基本问题促使我着手做这个项目,你将在本文中找到初步结果,它也会出现在网络空间(见附文“超出印刷品容量的在线附录”)。

  高级的测试台

  基准测试的项目都很难做,因为预先的假设会大大影响结果。如果我选择了一组设备、软件和有太强针对性的使用模型变量,我的结果就可能只对少部分读者有意义。另一方面,如果选择了过宽的一组选项,最终得到的结果就可能不知所云。看看本文列表的大量结果,你就知道我在广度上犯了错误。不过,我仍然看到了外置存储应用的巨大潜能,虽然本项目并未表现出来。因此,重要的是先理解我的预先假设,然后再得到结论。这样,你就可以有足够的信息对结果作出评判,必要时用能够更好地匹配你自己应用特性的其它假设来重复我的测试。

  注意,我使用了一台高档台式 PC 进行测试,PC 运行微软最新版的 Windows XP Professional(图 1)。我选择 Windows XP 是因为我过去做过这类项目,对它非常熟悉,也因为它有大量可用的基准测试工具。不过,如果你打算在自己设计上运行一个嵌入式 Linux,则至少要了解两种操作系统在存储性能上的差异。同样,考虑下一步用我的项目作为你自己 Linux 分析的模板。

  另外,按照你的目标设计参数,考虑选择和我一样选用的 AMD Quad FX 系统。我选择这个平台的原因有二。首先,它有 PCI 和 PCIe(PCI Express)扩展接口,可以尽量减小测试时任何由系统总线导致的瓶颈。第二,我希望使用双 3 GHz FX-74 CPU,每个 CPU 都包含两个独立的 CPU 核,这将会消除对外部存储性能的任何系统处理器限制。但是,可能你的目标设计的微处理器计划更加明智,如果是这样,记住系统中任何由软件导致的瓶颈都可能抹杀被本研究揭示的不同外部存储设备的速度差异。?


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eSATA? 接口? 存储?

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