數(shù)字內(nèi)容的爆炸式增長(zhǎng)大大推動(dòng)了數(shù)字家庭對(duì)于以磁盤為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)需求。個(gè)人錄像機(jī)(PVR)或者個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)隨機(jī)內(nèi)置的單個(gè)驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)不能滿足消費(fèi)者的要求。因此，這就刺激了附加存儲(chǔ)器市場(chǎng)的巨大增長(zhǎng)：外部驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)從2004年到2005年增長(zhǎng)超過(guò)149%，而且預(yù)計(jì)在2005年到2010年之間總體增長(zhǎng)會(huì)超過(guò)263%。容量擴(kuò)展技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者增加存儲(chǔ)的簡(jiǎn)單化與維護(hù)管理單塊驅(qū)動(dòng)器的輕松化，解決了外部硬盤盒所面臨的挑戰(zhàn)，而且也并不需要打開(kāi)用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)或者個(gè)人錄像機(jī)機(jī)殼。

數(shù)字家庭需要更大的存儲(chǔ)容量

數(shù)字文件的規(guī)模也在變大。從數(shù)碼相機(jī)百萬(wàn)級(jí)像素的快速升級(jí)，到當(dāng)今將標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視轉(zhuǎn)換為高清晰度電視(HDTV)，數(shù)字媒體的質(zhì)量正在提高，因此存儲(chǔ)這些內(nèi)容的文件規(guī)模也隨之增大。目前，標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視節(jié)目存儲(chǔ)率大約是每小時(shí)2.3GB，而高清晰度電視存儲(chǔ)率則是平均每小時(shí)8.6GB左右。那就意味著，帶有一塊250GB硬盤驅(qū)動(dòng)器的一臺(tái)數(shù)字錄像機(jī)(DVR)能夠存儲(chǔ)大約110小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目，而它卻只能存儲(chǔ)30小時(shí)左右的高清晰度節(jié)目?？吹竭@種數(shù)字化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量、多樣性以及規(guī)模提升趨勢(shì)，您就很容易相信傳播集團(tuán)(TDG)的最新報(bào)告 ——“數(shù)字家庭的DNA：數(shù)字家庭中的存儲(chǔ)發(fā)展趨勢(shì)”。這篇報(bào)告指出，在一個(gè)“裝備精良”的數(shù)字家庭當(dāng)中，每個(gè)家庭的個(gè)人內(nèi)容或者家庭參考數(shù)據(jù)的數(shù)量將從 2005年的322 GB左右增加到2010年的1933 GB左右。

傳統(tǒng)的跨磁盤存儲(chǔ)方式不甚理想

外部存儲(chǔ)硬盤盒是擴(kuò)展數(shù)字存儲(chǔ)日益流行的一種有效方式;不過(guò)，管理跨多個(gè)磁盤的(可能兼有內(nèi)部磁盤與外部磁盤的)存儲(chǔ)可能是非常困難的。因?yàn)槊總€(gè)驅(qū)動(dòng)器都是以一個(gè)單獨(dú)的‘分區(qū)卷’或者驅(qū)動(dòng)器字母(C：、D：、E：等)形式出現(xiàn)并被管理的，當(dāng)用戶為其計(jì)算機(jī)或者個(gè)人錄像機(jī)添加驅(qū)動(dòng)器時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)雜性也在增加。在為一個(gè)已經(jīng)存滿數(shù)據(jù)的系統(tǒng)添加新的驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶必須在新驅(qū)動(dòng)器上重新建立一個(gè)類似的文件結(jié)構(gòu)。不過(guò)，這樣做將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)分段于兩個(gè)磁盤中的文件結(jié)構(gòu)，需要用戶強(qiáng)制記住哪個(gè)驅(qū)動(dòng)器存放了哪個(gè)文件。這常常會(huì)導(dǎo)致用戶創(chuàng)建并維護(hù)一個(gè)完全相同的文件夾，比如一個(gè)“我的音樂(lè)”或者“我的圖片”新文件夾等，以便在原始磁盤存滿之后存儲(chǔ)新內(nèi)容。

當(dāng)然，用戶也可以有其他選擇：每次使用新驅(qū)動(dòng)器時(shí)，他們將花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)重新清理并移植他們的數(shù)據(jù)。不過(guò)，即便是假設(shè)用戶在發(fā)現(xiàn)并轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)時(shí)心情非常愉悅，但是，忘記傳輸某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)位的后果仍將是非常嚴(yán)重的。此外，具有默認(rèn)保存位置的應(yīng)用將需要重新調(diào)整配置以便保存到新驅(qū)動(dòng)器上的新位置上。更為糟糕的是，某些軟件可能會(huì)不允許將內(nèi)容放在多個(gè)位置上。它們可能希望將所有內(nèi)容放入指定的單一文件夾，避免使用第二個(gè)驅(qū)動(dòng)器字母。因此，當(dāng)用戶能夠通過(guò)添加一個(gè)驅(qū)動(dòng)器獲得更大的存儲(chǔ)容量時(shí)，管理跨多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)將是非常困難的。

另外一個(gè)問(wèn)題存在于大多數(shù)消費(fèi)產(chǎn)品的擴(kuò)展能力，比如說(shuō)個(gè)人錄像機(jī)，如果有的話，也是非常有限的。即便是那些確實(shí)“懂得”兩個(gè)或者更多的驅(qū)動(dòng)器概念的個(gè)人錄像機(jī)，通常也只提供單個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)器連接，它只允許您附連一個(gè)單獨(dú)的額外驅(qū)動(dòng)器。在那個(gè)驅(qū)動(dòng)器用完之后，就沒(méi)有更多的擴(kuò)展選擇了。這只是一個(gè)權(quán)宜之計(jì)，而不是一種解決方案。

那么，就需要一個(gè)全面的解決方案，將允許用戶隨著時(shí)間的推移非常方便地增加存儲(chǔ)，從而解除個(gè)人錄像機(jī)后面的擴(kuò)展端口數(shù)的限制，而且還不需要他們花費(fèi)時(shí)間來(lái)管理文件系統(tǒng)，這就是容量擴(kuò)展技術(shù)。

什么是容量擴(kuò)展?

容量擴(kuò)展使用存儲(chǔ)處理器，將硬盤驅(qū)動(dòng)器連接在一起，并允許它們以單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的方式運(yùn)行。容量擴(kuò)展在概念上非常簡(jiǎn)單，它對(duì)于改變存儲(chǔ)在數(shù)字家庭中的管理方式具有強(qiáng)大的內(nèi)在影響。不過(guò)，在想象容量擴(kuò)展的好處之前，理解它的技術(shù)基礎(chǔ)將大有裨益。

容量擴(kuò)展利用以前僅在企業(yè)層面應(yīng)用的若干技術(shù)，并將它們應(yīng)用于數(shù)字家庭當(dāng)中，其目的就在于：對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，向現(xiàn)有設(shè)備添加基于磁盤的存儲(chǔ)的復(fù)雜工作將變得簡(jiǎn)單易行。其中需要用到的技術(shù)包括虛擬化、串連、層疊、在線擴(kuò)展與eSATA等。

虛擬化

容量擴(kuò)展允許用戶為他們現(xiàn)有的數(shù)字存儲(chǔ)器增加空間，同時(shí)保持維護(hù)管理單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的方便性。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，容量擴(kuò)展借用了來(lái)自企業(yè)存儲(chǔ)空間的一個(gè)叫做虛擬化的概念。實(shí)際上，虛擬化意味著在一個(gè)系統(tǒng)中不考慮其物理配置來(lái)存儲(chǔ)所有內(nèi)容，而且它們是以單個(gè)分區(qū)卷的形式出現(xiàn)并進(jìn)行管理。在企業(yè)級(jí)這個(gè)層次上，這在過(guò)去就意味著采用多個(gè)服務(wù)器——僅用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的專用計(jì)算機(jī)——并通過(guò)單個(gè)虛擬接口訪問(wèn)并控制它們。

對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用一個(gè)存儲(chǔ)處理器使得容量擴(kuò)展以一個(gè)類似的方式工作，該處理器是位于物理存儲(chǔ)設(shè)備與操作系統(tǒng)之間的一個(gè)芯片。這種存儲(chǔ)處理器遠(yuǎn)勝于一個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)器控制器;它接管了與它連接的所有存儲(chǔ)設(shè)備，而且讓它們對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)看起來(lái)像是單個(gè)驅(qū)動(dòng)器，這種處理叫做存儲(chǔ)虛擬化。

由于存儲(chǔ)是虛擬化的，所以它的管理非常簡(jiǎn)單。通過(guò)一個(gè)存儲(chǔ)處理器連接的存儲(chǔ)器物理配置，將不再作為所有的硬盤驅(qū)動(dòng)器來(lái)考慮。無(wú)論其規(guī)格或者其連接方法如何，現(xiàn)在對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，都是作為單個(gè)邏輯分區(qū)出現(xiàn)。用戶不再需要擔(dān)心它們的數(shù)據(jù)位于哪一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器之上，而且用戶還能夠維護(hù)單個(gè)邏輯文件系統(tǒng)。

串連、層疊與在線擴(kuò)展

誠(chéng)然，存儲(chǔ)虛擬化在使得存儲(chǔ)對(duì)消費(fèi)者易用方面已經(jīng)有了很大進(jìn)展，但是光靠它自己仍然是不夠的。容量擴(kuò)展包括牽涉到存儲(chǔ)增長(zhǎng)問(wèn)題的其他功能。其中一個(gè)重要的考慮就是驅(qū)動(dòng)器如何相互作用。串連描述了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器相互緊挨堆疊在一起的模型，只有在上一個(gè)驅(qū)動(dòng)器物理盤存滿后才使用下一個(gè)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)就是，用戶可以利用不同規(guī)格的驅(qū)動(dòng)器的全部容量。

層疊是將硬盤驅(qū)動(dòng)器以菊花鏈方式聚集起來(lái)，并將其虛擬化作為單個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)。這就意味著驅(qū)動(dòng)器不需要為了虛擬化全部連接到同一個(gè)芯片上。此時(shí)，存儲(chǔ)處理器芯片擔(dān)當(dāng)節(jié)點(diǎn)，它能夠連接到其他存儲(chǔ)處理器和硬盤驅(qū)動(dòng)器上。在這個(gè)模型中，eSATA成為了將存儲(chǔ)處理器連接在一起的粘合劑。

在線擴(kuò)展僅僅意味著，新的驅(qū)動(dòng)器能夠被添加到一個(gè)現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器組當(dāng)中而不會(huì)丟失已經(jīng)存在于分區(qū)卷之中的任何數(shù)據(jù)。這就把用戶從不得不在每次添加一個(gè)驅(qū)動(dòng)器時(shí)重新格式化存儲(chǔ)器中解放出來(lái)，而且，非常重要的是，它能夠讓存儲(chǔ)器與時(shí)俱進(jìn)地?cái)U(kuò)展。

eSATA

最新一代的eSATA Gen2m速度最高可以達(dá)到300MB/s。目前的硬盤驅(qū)動(dòng)器速度大約徘徊在60 MB/s左右，單根eSATA電纜能夠傳輸來(lái)自至多五個(gè)全速工作驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)(圖1)。相反，與其連接的最快的外部連接1394b(也稱為 FireWire B)的速度僅為80 MB/s，這就意味著即便是只連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，由于電纜速度的限制，使用FireWire的性能也將下降40%。USB 2.0對(duì)速度的限制更大，其速度僅為eSATA的1/6左右。

eSATA的高帶寬能力使容量擴(kuò)展變得切實(shí)可行。使用USB或者 1394b，整體性能將會(huì)大大地受到緩慢的物理層位速率與協(xié)議轉(zhuǎn)換的限制，以此同時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器被添加到菊鏈時(shí)，反應(yīng)時(shí)間將迅速增長(zhǎng)。相反，使用 eSATA，本地存儲(chǔ)協(xié)議不需要協(xié)議轉(zhuǎn)換就可以有效地傳輸數(shù)據(jù)，而且eSATA的3 Gb/s原始位速率可以支持?jǐn)?shù)據(jù)同時(shí)向多個(gè)從驅(qū)動(dòng)器傳輸。

容量擴(kuò)展的好處

帶有容量擴(kuò)展的智能存儲(chǔ)處理器使得可以隨時(shí)間逐步增長(zhǎng)的基于磁盤的易用存儲(chǔ)成為現(xiàn)實(shí)。容量擴(kuò)展允許用戶將其所有的驅(qū)動(dòng)器視為單個(gè)虛擬分區(qū)卷，從而簡(jiǎn)化了文件管理并降低了主機(jī)軟件的復(fù)雜性。這個(gè)模型通過(guò)在一個(gè)菊鏈中進(jìn)行eSATA層疊并支持多個(gè)磁盤，從而使得用戶避免個(gè)人錄像機(jī)的單個(gè)擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)器的限制。

隨著時(shí)間的推移，構(gòu)建數(shù)萬(wàn)億字節(jié)存儲(chǔ)容量還要比您一次購(gòu)買全部存儲(chǔ)便宜一些。硬盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格持續(xù)下降的趨勢(shì)，意味著今后指定容量的驅(qū)動(dòng)器將會(huì)比今天的成本更低，因此延期購(gòu)買任何單個(gè)驅(qū)動(dòng)器都會(huì)幫助您節(jié)省費(fèi)用。

容量擴(kuò)展所涉及的所有技術(shù)全部在存儲(chǔ)處理器當(dāng)中直接實(shí)施，從而這種功能可以在任何平臺(tái)上使用，包括個(gè)人錄像機(jī)、高清晰數(shù)字錄像機(jī)/數(shù)字電視、個(gè)人網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器以及臺(tái)式機(jī)附加存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器等(圖2)。

結(jié)束語(yǔ)

容量擴(kuò)展為用戶提供了一種隨時(shí)間逐步按照自己的意愿將存儲(chǔ)添加到現(xiàn)有設(shè)備的簡(jiǎn)單方式，同時(shí)使得用戶每GB的成本最小化。它以一個(gè)芯片為基礎(chǔ)， 該芯片可以利用eSATA速度并使用存儲(chǔ)虛擬化將連接驅(qū)動(dòng)器作為單個(gè)分區(qū)卷來(lái)進(jìn)行管理。這些芯片也可以層疊在一起，它允許一次性或者逐步將驅(qū)動(dòng)器堆在一起。容量擴(kuò)展為用戶提供了一個(gè)新級(jí)別簡(jiǎn)單性與靈活性，使得用戶在需要時(shí)無(wú)論何時(shí)何地都可以迅速而直觀地添加硬盤驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器。