容量扩展:增加数字家庭的存储容量

虚拟化

      

容量扩展允许用户为他们现有的数字存储器增加空间，同时保持维护管理单个驱动器的方便性。为了实现这个目标，容量扩展借用了来自企业存储空间的一个叫做“虚拟化”的概念。实际上，虚拟化意味着在一个系统中不考虑其物理配置来存储所有内容，而且它们是以单个分区卷的形式出现并进行管理。在企业级这个层次上，这在过去就意味着采用多个服务器—仅用来存储数据的专用计算机—并通过单个虚拟接口访问并控制它们。

对于消费者来说，通过使用一个存储处理器使得容量扩展以一个类似的方式工作，该处理器是位于物理存储设备与操作系统之间的一个芯片。这种存储处理器远胜于一个简单的驱动器控制器；它接管了与它连接的所有存储设备，而且让它们对于操作系统来说看起来像是单个驱动器，这种处理叫做 ‘存储虚拟化’。

由于存储是虚拟化的，所以它的管理非常简单。通过一个存储处理器连接的存储器物理配置，将不再作为所有的硬盘驱动器来考虑。无论其规格或者其连接方法如何，现在对于操作系统来说，都是作为单个逻辑分区出现。用户不再需要担心它们的数据位于哪一个硬盘驱动器之上，而且用户还能够维护单个逻辑文件系统。

串连、层叠与在线扩展

诚然，存储虚拟化在使得存储对消费者易用方面已经有了很大进展，但是光靠它自己仍然是不够的。容量扩展包括牵涉到存储增长问题的其他功能。其中一个重要的考虑就是驱动器如何相互作用。‘串连’ 描述了一个驱动器相互紧挨“堆叠”在一起的模型，只有在上一个驱动器物理盘存满后才使用下一个。这种方式的优点就是，用户可以利用不同规格的驱动器的全部容量。

‘层叠’是将硬盘驱动器以“菊花链”方式聚集起来，并将其虚拟化作为单个硬盘驱动器出现。这就意味着驱动器不需要为了虚拟化全部连接到同一个芯片上。此时，存储处理器芯片担当‘节点’，它能够连接到其他存储处理器和硬盘驱动器上。在这个模型中，eSATA成为了将存储处理器连接在一起的‘粘合剂’。

‘在线扩展’ 仅仅意味着，新的驱动器能够被添加到一个现有的驱动器组当中而不会丢失已经存在于分区卷之中的任何数据。这就把用户从不得不在每次添加一个驱动器时重新格式化存储器中解放出来，而且，非常重要的是，它能够让存储器与时俱进地扩展。

eSATA

最新一代的eSATA Gen2m速度最高可以达到300MB/秒。目前的硬盘驱动器速度大约徘徊在60 MB/秒左右，单根eSATA电缆能够传输来自至多五个全速工作驱动器的数据。相反，与其连接的最快的外部连接1394b(也称为FireWire B)的速度仅为80 MB/秒，这就意味着即便是只连接两个驱动器，由于电缆速度的限制，使用FireWire的性能也将下降40%。USB 2.0对速度的限制更大，其速度仅为eSATA的1/6左右。

eSATA的高带宽能力使容量扩展变得切实可行。使用USB或者1394b，整体性能将会大大地受到缓慢的物理层位速率与协议转换的限制，以此同时，当驱动器被添加到菊链时，反应时间将迅速增长。相反，使用eSATA，本地存储协议不需要协议转换就可以有效地传输数据，而且eSATA的3 Gb/s原始位速率可以支持数据同时向/从多个驱动器传输。

容量扩展的好处

带有容量扩展的智能存储处理器使得可以随时间逐步增长的基于磁盘的易用存储成为现实。容量扩展允许用户将其所有的驱动器视为单个虚拟分区卷，从而简化了文件管理并降低了主机软件的复杂性。这个模型通过在一个菊链中进行eSATA层叠并支持多个磁盘，从而使得用户避免个人录像机的单个扩展驱动器的限制。

随着时间的推移，构建数万亿字节存储容量还要比您一次购买全部存储便宜一些。硬盘驱动器价格持续下降的趋势，意味着今后指定容量的驱动器将会比今天的成本更低，因此延期购买任何单个驱动器都会帮助您节省费用。

下表所示为购买存储器随着时间的推移在经济方面的好处，该表给出了外部存储硬盘驱动器价格逐年下降的百分比4。举例来说，在2003年，如果基于硬盘驱动器的外部存储器每GB的平均价格为1美元，那么，一万亿字节的存储容量将需要花费1000美元。与此相反，如果用户从2003年到2006年每年购买250 GB(随着其存储需求增长)，那么，到现在他也将会拥有一万亿字节的存储容量，而他将只需要花费大约689美元，比一次全部买齐节省了30%多。

容量扩展所涉及的所有技术全部在存储处理器当中直接实施，从而这种功能可以在任何平台上使用，包括个人录像机、高清晰数字录像机/数字电视、个人网络接入服务器以及台式机附加存储驱动器等。

结束语

容量扩展为用户提供了一种随时间逐步按照自己的意愿将存储添加到它们现有设备的简单方式，同时使得用户每GB的成本最小化。它以一个芯片为基础， 该芯片可以利用eSATA速度并使用存储虚拟化将连接驱动器作为单个分区卷来进行管理。这些芯片也可以层叠在一起，它允许一次性或者逐步将驱动器堆在一起。容量扩展为用户提供了一个新级别简单性与灵活性，使得用户在需要时无论何时何地都可以迅速而直观地添加硬盘驱动存储器。