前言

　　數(shù)字內(nèi)容的增長大大推動了數(shù)字家庭對于以磁盤為基礎(chǔ)的存儲需求。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器市場的巨大增長：外部驅(qū)動器市場從２００４年到２００５年增長超過１４９％，而且預(yù)計(jì)在２００５年到２０１０年之間增長超過２６３％。

　　本文介紹的數(shù)字家庭的存儲容量擴(kuò)展解決方案。實(shí)用便捷，用戶可隨時(shí)增添硬盤驅(qū)動器，而無需打開他們的ＰＶＲ或ＰＣ機(jī)殼。

　　數(shù)字家庭需要更大的存儲容量

　　家庭錄像、電視節(jié)目、電影與音樂，所有這些內(nèi)容都是以數(shù)字形式存儲，而且它們大多數(shù)存放在數(shù)字家庭的某塊硬盤上，它們的數(shù)量也比以前增多。數(shù)字文件的規(guī)模在變大，從數(shù)碼相機(jī)百萬級像素的快速升級，當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視將升級為高清晰度電視（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)目存儲率大約是２．３?。牵拢r(shí)，而高清晰度電視存儲率則是平均８．６?。牵拢r(shí)左右。那就意味著，帶有２５０ＧＢ硬盤驅(qū)動器的一臺數(shù)字錄像機(jī)（ＤＶＲ）能夠存儲大約１１０小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目，而它只能存儲３０小時(shí)左右的高清晰度節(jié)目。根據(jù)傳播集團(tuán)ＴＤＧ公司的指出，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３２２ＧＢ左右增加到２０１０年的１９３３ＧＢ左右。

　　外部硬盤擴(kuò)容的便攜管理

　　外部存儲硬盤盒是擴(kuò)展數(shù)字存儲日益流行的一種有效方式；不過，管理跨多個(gè)磁盤的（可能兼有內(nèi)部磁盤與外部磁盤的）存儲可能是非常困難的。因?yàn)槊總€(gè)驅(qū)動器都是以一個(gè)單獨(dú)的“分卷”或者驅(qū)動器字母（Ｃ：、Ｄ：、Ｅ：等）形式出現(xiàn)并管理，當(dāng)用戶添加驅(qū)動器時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)雜性也在增加。在為存滿數(shù)據(jù)的系統(tǒng)添加新的驅(qū)動器時(shí)，用戶必須重新建立一個(gè)類似的文件結(jié)構(gòu)。不過，這樣做將會創(chuàng)建一個(gè)存儲在兩個(gè)磁盤中的分段文件結(jié)構(gòu)，需要用戶強(qiáng)制記住哪個(gè)驅(qū)動器存放了哪個(gè)文件。這種額外附加的復(fù)雜性很快帶來了新問題，比如，文件ＸＹＺ是在驅(qū)動器Ｃ：中還是在Ｅ：中呢？

　　當(dāng)然，用戶也可以有其他選擇：每次使用新驅(qū)動器時(shí)，他們將花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)重新清理并移植數(shù)據(jù)。更為糟糕的是，某些軟件可能不允許將內(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)動器字母。因此，當(dāng)用戶能夠通過添加一個(gè)驅(qū)動器獲得更大的存儲容量時(shí)，管理跨越多個(gè)驅(qū)動器的數(shù)據(jù)將是非常困難的。

　　另外一個(gè)問題就是，大多數(shù)消費(fèi)產(chǎn)品的擴(kuò)展能力，比如說個(gè)人錄像機(jī)，也是非常有限的。通常也只提供單個(gè)額外的驅(qū)動器連接，它只允許連接一個(gè)單獨(dú)的額外驅(qū)動器。在那個(gè)驅(qū)動器用完之后，就沒有更多的擴(kuò)展選擇了。

　　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，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)間來管理文件系統(tǒng)。

　　容量擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)

　　容量擴(kuò)展是利用存儲處理器將硬盤驅(qū)動器連接在一起，并允許它們以單個(gè)驅(qū)動器的方式運(yùn)行。容量擴(kuò)展在概念上非常簡單，它對于改變存儲在數(shù)字家庭中的管理方式具有強(qiáng)大的內(nèi)在影響。不過，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)展借助以前僅在企業(yè)級層面應(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：對于消費(fèi)者來說，向現(xiàn)有設(shè)備添加基于磁盤的存儲的復(fù)雜工作將變得簡單易行。其中需要用到的技術(shù)包括虛擬化、串行、堆疊、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)字存儲器增加空間，同時(shí)保持維護(hù)管理單個(gè)驅(qū)動器的方便性。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，容量擴(kuò)展借用了來自企業(yè)級存儲空間的一個(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存儲所有數(shù)字內(nèi)容，而且它們是以單個(gè)分卷的形式出現(xiàn)并進(jìn)行管理。在企業(yè)級層次上，這在過去就意味著采用多個(gè)服務(wù)器—僅用來存儲數(shù)據(jù)的專用計(jì)算機(jī)—并通過單個(gè)虛擬接口訪問并控制它們。

　　對于消費(fèi)者來說，通過類似的方式工作使用一個(gè)存儲處理器實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)展，該處理器是位于物理存儲設(shè)備與操作系統(tǒng)之間的一個(gè)芯片。這種存儲處理器遠(yuǎn)勝于簡單的驅(qū)動器控制器，它接管了與它連接的所有存儲設(shè)備，而且讓它們對于操作系統(tǒng)來說看起來像是單個(gè)驅(qū)動器，這種處理叫做“存儲虛擬化”。

　　圖１　　硬盤驅(qū)動器管理的虛擬化

　　串行、堆疊與在線擴(kuò)展

　　誠然，存儲虛擬化在使得存儲對消費(fèi)者易用方面已經(jīng)有了很大進(jìn)展，但是光靠虛擬化仍然不夠。容量擴(kuò)展包括牽涉到存儲增長問題的其他功能。其中一個(gè)重要的考慮就是驅(qū)動器如何相互作用?！按小泵枋隽艘粋€(gè)驅(qū)動器相互緊挨“層疊”在一起的模型，只有在上一個(gè)驅(qū)動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)動器的全部容量。

　　圖２　　多個(gè)硬盤驅(qū)動器的串連

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

　　圖３　　堆疊，菊花鏈，驅(qū)動器

　　在線擴(kuò)展僅僅意味著，新的驅(qū)動器能夠被添加到一個(gè)現(xiàn)有的驅(qū)動器組當(dāng)中，而不會丟失已經(jīng)存在于分卷中的任何數(shù)據(jù)。這就把用戶從必須在每次添加一個(gè)驅(qū)動器時(shí)重新格式化存儲器中解放出來，而且，非常重要的是，它能夠讓存儲器與時(shí)俱進(jìn)地?cái)U(kuò)展。

　　高速ｅＳＡＴＡ接口

　　一代的ｅＳＡＴＡ　Ｇｅｎ２的速度可以達(dá)到３００ＭＢ／ｓ。目前的硬盤驅(qū)動器速度大約在６０ＭＢ／ｓ，單根ｅＳＡＴＡ電纜能夠傳輸來自至多五個(gè)全速工作驅(qū)動器的數(shù)據(jù)。相反，與其連接的快的外部連接１３９４ｂ（也稱為火線Ｂ）接口的速度僅為８０ＭＢ／ｓ，這就意味著即便是只連接兩個(gè)驅(qū)動器，由于電纜速度的限制，使用１３９４ｂ的性能也將下降４０％。ＵＳＢ?。玻敖涌趯λ俣鹊南拗聘螅渌俣葍H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。

　　圖４?。澹樱粒裕僚c１３９４ｂ和ＵＳＢ的比較

　　容量擴(kuò)展的好處

　　帶有容量擴(kuò)展的智能存儲處理器使得可以隨時(shí)間逐步增長的基于磁盤的易用存儲成為現(xiàn)實(shí)。容量擴(kuò)展允許用戶將其所有的驅(qū)動器視為單個(gè)虛擬分區(qū)卷，從而簡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)動器的限制。

　　隨著時(shí)間的推移，構(gòu)建數(shù)１０ＴＢ存儲容量還要比您購買全部存儲便宜一些。硬盤驅(qū)動器價(jià)格持續(xù)下降的趨勢，意味著今后指定容量的驅(qū)動器將會比今天的成本更低，因此延期購買任何單個(gè)驅(qū)動器都會幫助您節(jié)省費(fèi)用。

　　舉例來說，在２００３年，如果基于硬盤驅(qū)動器的外部存儲器１ＧＢ的平均價(jià)格為１美元，那么，１０ＴＢ的存儲容量將需要花費(fèi)１０００美元。與此相反，如果用戶從２００３年到２００６年每年購買２５０　ＧＢ（隨著其存儲需求增長），那么，到現(xiàn)在他也將擁有１０ＴＢ的存儲容量，而只需要花費(fèi)約６８９美元，比全部買齊節(jié)省了３０％以上。

　　圖５?。澹樱粒裕粒祩€(gè)驅(qū)動器連接在一個(gè)堆疊拓?fù)渲?/FONT>