外部記憶装置インターフェース、より高速でよりシンプルに

2004年5月号

外部記憶装置インターフェース、より高速でよりシンプルに

外部記憶装置のインターフェースは長い間、パラレル・インターフェース技術を進化させることでシステムの要求に応えてきた。この時代は終わりに近づいている。システムの大容量化にパラレル技術の改善が追いつけなくなってきたからだ。より高いデータ転送速度を、より簡単な構成で実現できる、シリアル・インターフェースが次の時代を担う。

ブライアン・ディパート
Brian Dipert

　エレクトロニクス業界の新聞や雑誌などは、マイクロプロセッサー市場における 米インテル社＊の圧倒的シェアがパソコン・アーキテクチャーの発展にどういった影響を与えるかについてたびたび議論している。同社が高い市場占有率を維持していることは、米国やほかの国々の政府当局さえも注意を払うほどである。
　インテル社の優位性はマイクロプロセッサー市場にとどまらない。マイクロプロセッサーの周辺チップ・セット（コア・ロジック）市場においても突出している。ノート・パソコンやデスクトップ・パソコン、ワークステーション、サーバー機器など、あらゆるコンピューターに向けたチップ・セットで高い市場占有率を有する。マイクロプロセッサーに比べると注目度はそれほど高くないものの、この市場における同社の影響力は、マイクロプロセッサー市場におけるそれよりも確実に大きいだろう。

　現在、市販のチップ・セットに当たり前のように搭載されている機能のうち、過去にインテル社がチップ・セットに採用したことから普及が進んだものが数多い。例えば、3次元グラフィックス・バス・インターフェースや AGP＊バス・インターフェース、DDR SDRAM、PCI＊対応の内部周辺機能拡張ソケット、USB1.1およびUSB2.0対応の外部周辺機能拡張ポート、オーディオ用 AC'97＊などが挙げられるだろう。
　こうした例と対照的なのがIEEE1394である。インテル社のチップ・セットに搭載されなかったため、パソコン・アーキテクチャーの標準的なインターフェース規格になれなかった。また、次のような法則もある。すなわち、インテル社の後押しによって一時的に成功を収めた技術であっても、同社がサポートを取りやめたとたんに消滅してしまう。実際に、米ラムバス社＊はこの法則を経験する羽目に陥ったことがある。
　では、大量のデータを扱う外部記憶装置に向けたインターフェース機能はどういった過程でチップ・セットに搭載され始めたのだろうか。普及のカギはやはりインテル社である。同社はシリアル ATA＊インターフェースを搭載したチップ・セット「i865」と「i875」を2003年4月中旬に発表した。こうしてシリアルATAインターフェースがパソコンのビルディング・ブロックとして利用できるようになったのである。
　このインテル社の製品投入に対し、インテル社と競合するチップ・セット・ベンダーである 台湾のALi社＊や カナダのATIテクノロジーズ社＊、米エヌビディア社＊、台湾のSiS社＊、台湾のVIAテクノロジーズ社＊などは直ちに、シリアルATA内蔵チップ・セットの計画あるいは製品を発表した。このとき発表された製品のいくつかは、米シリコン・イメージ社＊が開発したインターフェース規格「SATALite」に準拠した物理層（PHY）のみを搭載したものだった。
　現在ではPCIをベースにしたフル機能のシリアルATAコントローラー・チップを多くのベンダーが供給している。ただし、バス幅が32ビット、クロック周波数が33MHzのPCIバスによって得られるデータ転送速度は133Mバイト/秒である。従ってPCIバスの帯域幅では、第1世代シリアルATAのデータ転送速度の理論的なピーク値である150Mバイト/秒を実際には得られないことに注意してほしい。
　現在開発が進められているPCIエキスプレス・ベースのシリアルATAコントローラー・チップならば、バス帯域によってデータ転送速度は制限されなくなるはずである。シリアルATAとパラレルATAのブリッジ・チップを利用すれば、外部記憶装置の従来インターフェースをシリアル・インターフェースに変換できる。

シリアル方式の普及が進む

　シリアルATAは急速に普及し始めた。このためシリアル・インターフェースの重鎮であるファイバー・チャネルは変革を迫られている。SCSI＊はシリアル・アタッチドSCSI （SAS＊）へ進化を遂げることでシリアル化の流れについていこうとしている。こうしたシリアル化がどうして必要とされているのかを理解し、各種インターフェース規格の主導権争いがどのように収束するのかを推測するために、まずは過去を振り返ってみよう。ただし注意してほしい。インターフェース規格の優劣ではなく、まったく別の外的要因によって主導権争いのルールが変えられてしまう可能性もある ＊1）。
　驚かれるかもしれないが、記憶装置に向けたシリアル・インターフェースとして最初に登場したのは、ファイバー・チャネルではない。米IBM社が開発したシリアル・ストレージ・アーキテクチャー（SSA）が世界初である。シリアル・ストレージ・アーキテクチャーのデータ転送速度は基本的には20Mバイト/秒である。ただし、デュアル・ポートの全2重通信方式を採用することで、最大80Mバイト/秒のデータ転送速度を実現している。
　シリアル・ストレージ・アーキテクチャーの標準化作業は1992年に着手された。ところが結局は、普及に至るほどの支持を得られなかった。最大80Mバイト/秒というデータ転送速度は、現在利用可能なインターフェースと比べるとずいぶん遅いように思われるかもしれない。しかし、少し見方を変えてみてほしい。1992年といえば、SCSI-1が5Mバイト/秒で動作して、SCSI-2がやっと20Mバイト/秒を達成したばかりである。当時まだ標準化されていなかったATA（第1世代のATAは IDE＊とも呼ばれていた）に至っては、最大でも8.3Mバイト/秒と「のろのろ運転」であった。
　シリアル LVDS＊をベースにしたファイバー・チャネルは、1988年に開発が始まり、1994年に ANSI＊が仕様を承認した。承認当初の最大データ転送速度は133Mビット/秒である。現在では、最大2.125Gビット/秒すなわち200Mバイト/秒を達成している。機器の接続には1対の銅線（より対線）あるいは光ファイバーを使う。通信可能距離は光ファイバーを使用した場合に10kmと長い。スイッチ型とアービトレート型のポイント・ツー・ポイント接続、あるいはループ接続に対応可能である。
　ファイバー・チャネルを使って、さまざまな通信プロトコルをやりとりできる。データ・リンク層のプロトコルで最も一般的なのはSCSIであろう。このほかにも例えば、インターネット・プロトコル（IP）やコンピューター・データに向けたATMアダプテーション・レイヤー5（AAL5）、リンク・カプセレーション、およびIEEE802.2のロジカル・リンク・コントロールなどがある。
　ファイバー・チャネルは性能と機能のロバスト性がいずれも高いと言える。ところが、この高ロバスト性がファイバー・チャネルのチップ・セットとソフトウエアのコストを押し上げているのである。このためファイバー・チャネルの用途は、ハイ・エンドのサーバー機器で構成したストレージ・エリア・ネットワーク （SAN＊）に限られている。

パラレル方式が抱える弱点

　ストレージ・エリア・ネットワークのようにファイバー・チャネルを採用できる用途に対し、コストを低く抑えることを優先する用途ではパラレルATAが使われている。パラレルATAのデータ転送速度は最大100Mバイト/秒である。ホスト・プロセッサーの負荷を軽減するために DMA＊転送機能が用意されている。米マックストア社＊は、より高速のパラレルATAとして133Mバイト/秒のバージョンを提唱した。しかし残念なことに、インテル社の賛同を得られず、従って外部記憶装置メーカーからの賛同もほとんど得られなかった。
　パラレルATAは、1チャンネルに外部記憶装置などの周辺機器を2個だけ接続するようなメインストリーム・システム向けに開発されたインターフェースである。シングル・エンドのパラレル・バスを採用している。パラレルATAの性能と機能は、このバス方式によって制限されていると言えるだろう。すなわち、データ転送速度を高めることが難しい、適切な冷却用空気流の確保が難しいといった課題は、このバス方式によるものである。
　まず、データ転送速度を高められないのは、パラレルATAチャンネルに接続した周辺機器のマスター側とスレーブ側がチャンネル帯域を取り合ってしまうからである。さらにパラレルATAのバスは、半2重通信方式を採用している。このため、一方の周辺機器からデータを読み出しながら、その周辺機器に対して他方の周辺機器から書き込みを行うことができない。従って、最大データ転送速度が異なる2つの周辺装置を同じチャンネルに組み込むと、そのチャンネルのデータ転送能力は必ず、データ転送速度が低い方の周辺機器で制限されてしまう。
　次に、適切な冷却用空気流の確保が難しいのは、断面形状を円形にして直径を小さくした空気流を確保しやすいパラレルATA用ケーブルを採用しづらいからである。空気流を確保しやすいケーブルに対して、システム開発者はクロストークの懸念を抱いているからだ。データ信号とクロック信号を別々の配線で通信する高速パラレル・バスでは、クロストークやスキュー、あるいはグラウンド・バウンスによる不具合が発生しやすい。実際にこうした問題によって、パラレルATAのケーブル長は最大18インチ（約46cm）にとどまっている。このほか、パラレルATA用ケーブルの物理形状も空気流の確保を難しくしている。パラレルATAでは信号の配線本数が多いため、ケーブルは幅広く、かさばってしまうからである。
　パラレルATAのバス方式はまた、ホスト機器と周辺機器に組み込むコントローラー・チップのベンダーに課題を投げかけている。パラレルATAバスの信号振幅は5Vで、チップ・ベンダーが採用したい最先端の半導体プロセスになじまないからである。
　Ultra320 SCSIはSCSIの最上位規格である。その規格名の通り、320Mバイト/秒の最大データ転送速度を実現した。差動伝送で信号をやりとりする。さらにプリコンペンセーション（前置補正）や適応型アクティブ・フィルター処理のような信号最適化技術を採用した。こうした理由からSCSIのデータ転送速度はパラレルATAよりも高い。ケーブル長はシングル・エンドのケーブルで最大6m、差動ケーブルで25mと長い。このため機器の内部接続だけでなく、機器間接続にも利用可能である。
　USBとファイアーワイヤー（FireWire）がインターフェース規格の主導権を奪う最近まで、SCSIは外部記憶装置だけでなく、スキャナーをはじめとした高速の周辺機器をパソコンに接続するためのインターフェースとして広く利用されてきた。SCSIを使うと8個あるいは16個もの周辺機器をチェーン接続できた。
　SCSIはタグ付きコマンド・キューイングに対応することでデータ転送速度を効率的に高めている。つまりSCSIインターフェースを備えた記憶装置は、受け取ったコマンドの処理順序を、回転している記録メディアのプラッター上のデータ・パターンに合わせて並べ替えられる（図1）。この機能は特に、サーバー型記憶装置のサブシステムで有効である。サーバー型記憶装置では、読み出しアクセスと書き込みアクセスが混在し、なおかつ各アクセスのランダム性が非常に高いからである。
　しかしSCSIにはパラレルATAと同じ弱点がある。信号の配線本数が多いことだ。これに加えてパラレルATAよりも設計の複雑度が高く、実装コストも高い。このSCSIをさらに進化させて320Mバイト/秒を超えるデータ転送速度を実現するためには、さらなる実装コストの増加を覚悟しなければならないだろう。データ転送速度を飛躍的に向上させるためには、革新的なアプローチを見いだす必要がある。

ブリッジ・チップが過渡期を橋渡し

　インテル社は、2000年2月の春季インテル開発者会議 （IDF＊）でシリアルATAの概要を公開した。同社がシリアルATAのバージョン1.0を発表したのは1年半後の秋季IDFである。シリアルATAは、パラレルATAと命令セットの後方互換性を確保した。パラレルATAに準拠した従来のソフトウエアを、シリアルATAでそのまま動作させられる。一方で、電気的特性と機械的特性は前述したパラレル・バス方式の弱点の多くに対処した。
　シリアルATAでは、コントローラーと各周辺機器間をポイント・ツー・ポイントで接続する。複数の周辺機器をチェーン接続する方式に比べると、システム構成の柔軟性が低くなったようにみえるかもしれない。しかしパラレル・バス方式の制約から抜け出せるメリットは大きい。シリアルATAインターフェースを搭載した周辺機器は、最大データ転送速度が1.5Gビット/秒（150Mバイト/秒）と高い通信チャンネルを独占できるのである。
　さらに、ケーブルの厚みは薄くなる。シリアルATAの信号伝送用ケーブルのうち、動的に変化する信号配線は送信用差動ペアと受信用差動ペアの4本だけである。信号伝送用ケーブルはこのほか、接地用配線3本を含む。電源用ケーブルは信号伝送用ケーブルと別に用意する。
　シリアルATAとファイバー・チャネルの物理層には共通点が多い。まず、信号伝送方式にLVDSを採用することでパラレルATAのような大振幅の信号を不要にした点が挙げられる。次に、8b/10b符号化＊に対応したことで、データの1と0の数がばらつくことから生じる直流オフセットを防いでいる。
　シリアルATAのケーブル長は最大1mである。機器内部の接続はもちろん、距離が短ければ外部接続にも適用できる（下記の「外部記憶装置の革新」を参照）。現在すでに、物理層仕様の承認に先行して、3Gビット/秒の最大データ転送速度に対応したいわゆる第2世代のシリアルATAチップをいくつかのチップ・ベンダーが出荷している。
　シリアルATAはノート・パソコンだけでなく、民生機器にも急速に普及が進みそうである。ただし皮肉なことに、いずれの用途においても重要視されるのはデータ転送速度の高さではない。ノート・パソコンなどモバイル環境で使われるコンピューターは、電池による動作時間をなるべく長くするためにデスクトップ・パソコンよりも速度が低い記憶装置を内蔵することがある。民生機器でもコストと発熱、雑音を最小に抑えるため、低速の記憶装置が採用されている。
　シリアルATAの普及には、別の思惑が働く。インテル社および同社と競合しているチップ・セット・ベンダー各社は、できるだけ早い時期にチップ・セットに集積する記憶装置インターフェースの信号数を減らしたい、インターフェースの5V振幅対応を打ち切りたいと考えている。民生機器メーカーは、シリアルATAを搭載した記憶装置の普及が急速に進むことによって記憶装置の価格が下がることを期待している。
　ただし実際には、シリアルATAインターフェースが普及して、磁気ディスク装置よりも読み出しと書き込みの速度が遅い光ディスク装置に採用されるようになるまでは、コントローラーと記憶装置の間にブリッジ・チップを搭載する必要があるだろう。ブリッジ・チップを使ってシリアルATAとパラレルATAの相互変換や、PCIとパラレルATAの相互変換を実行する。
　デスクトップ・パソコンにおいては状況が若干異なる。つまり、パラレルATAからシリアルATAへの移行に時間がかかり、その間は過渡的な状況が続きそうだ。ただし今後数年以内には、いや応なしに決着するであろう（図2）。デスクトップ・パソコンではノート・パソコンと違って、シリアルATAで強化したシステムにパラレルATAの既存のハード・ディスク装置や光ディスク装置を接続したいユーザーがいる。こうした用途には、ノート・パソコンに搭載されているのと同種のブリッジ・チップが必要になるであろう。パラレルATAコントローラーを集積したチップ・セットの供給量は今後急速に減少するとみられるからである。
　インテル社は、同社が主導する AHCI＊イニシアティブの一環としてシリアルATAコントローラーの強化版仕様を策定する作業を進めている。AHCIでは特に、シリアルATAのパワー・マネジメント機能を改善する。すなわち、外部記憶装置を接続したり取り外したりするたびに発生していた周期的なシステム・ポーリングが発生しないようにする。さらに、システムに接続可能なシリアルATA周辺機器の数に対する、マスター側周辺機器の台数制限とスレーブ側周辺機器の台数制限、プライマリー・チャンネル数の制限、セカンダリー・チャンネル数の制限をなくす。

ATAとSCSIがにらみ合い

　シリアルATA規格の開発動向に注目してみると、シリアルATAが従来SCSIの領域だった用途に食い込んでいこうとしていることが分かる（図2）。実際に、シリアルATA規格のうち物理層規格として3Gビット/秒（300Mバイト/秒）の最大データ転送速度に対応したバージョンでは、ネイティブ・コマンド・キューイング機能に対応することになる。この機能は、SCSIにおけるタグ付きコマンド・キューイング機能と同じ効果を狙ったものだ。このほか、シリアルATAのロードマップによれば、最大データ転送速度を6Gビット/秒にまで高めるという。
　最大データ転送速度をさらに高めようとする理由は何なのだろうか。この疑問に対してシリアルATAの標準化に携わる作業グループは、外部記憶装置に小さい容量のRAMバッファーを設けておくだけで記憶媒体への読み出しと書き込みの速度を高められるからであると回答している（図3）。しかもポート・マルチプライヤー機能により、シリアルATAの1リンク当たりで最大15個の周辺機器を接続でき、読み出しと書き込みのトラフィックを融合できる。
　シリアルATAは、ポート・セレクターによって故障時に外部記憶装置を別の外部記憶装置に切り替える機能を用意している。この機能は、データの保存信頼性の高いシステムを無停止で運用したいエンタープライズ用途に向けた。
　さらに、シリアルATAを採用したシステムでは、記憶装置サブシステムの動作状態を監視したり、故障が発生しそうな状態に陥った場合に警告を発したりするためにエンクロージャー・サービス・コントローラーを装備できる。このコントローラーは外部記憶装置と同様にシリアルATAリンクに接続することで、同じリンクに接続した外部記憶装置群とI2C経由で通信する。実際の製品は、米サーバーワークス社＊から約1年前に発表されている。
　シリアルATAの作業グループはまた、物理層の電圧振幅を広げた規格を標準化しようとしている。バックプレーン経由の通信可能距離を伸ばすためである。
　シリアルATAの記憶装置は、記憶容量当たりのコストが低いことに加え、高密度の実装が可能という利点がある。このため、エンタープライズ向けアプリケーションのうちデータのミラーリングやバックアップのような用途では、シリアル・アタッチドSCSIを採用する場合に比べてシステム全体を最適化しやすい。シリアルATAの採用が進むにつれて、こうした認識が一般的になってきた。
　一方、SCSIを支持する企業はシリアルATAの利便性を認めてはいるものの、エンタープライズ用途ではいくつかの課題が残ると指摘する。さらに、シリアルATAがSCSIの命令セットをサポートしていないことも問題視している。従来のソフトウエアを引き続き使用したいユーザーにとってシリアルATA採用の大きな障害になると主張している。
　そこでSCSIを支持する企業は、シリアル・アタッチドSCSIとシリアルATAの互換性確保に向けてシリアルATAの作業グループとの協力体制を構築した。シリアルATAのコネクター仕様とケーブル仕様、物理層仕様に基づいてシリアル・アタッチドSCSIの規格を定める。シリアルATAの量産効果の恩恵にあずかろうという算段である。

全2重方式を採用

　シリアル・アタッチドSCSIのバックプレーン用とケーブル用のコネクターは、外部記憶装置のフレキシビリティーを確保するために、シリアルATA仕様にフェイルオーバー機能用の第2ポートを追加した拡張版である（図4）。
　シリアル・アタッチドSCSIリンクでは、SCSIとATAの両方のコマンドをやりとりできるようになる。シリアル・アタッチドSCSIでは OOB＊信号として3つのバースト信号を規定した。すなわち「ComSAS」と「ComReset」（「ComInit」とも呼ぶ）、「ComWake」である。これらのOOB信号を使って、リンクに接続された周辺機器がシリアルATA機器であるか、シリアル・アタッチドSCSI機器であるかを判定する。
　ここで、シリアル・アタッチドSCSIのOOB信号を電話通信のそれと混同してはいけない。電話通信では、OOB信号の伝送にはコントロール信号用に別のワイヤーを用意している。すなわち物理的に通信経路を分けている。外部記憶装置の場合には、同一の差動ワイヤーでOOB信号のほかに通常のコマンド信号、データ信号を送受信している。OOB信号はコマンド信号およびデータ信号とはっきりと区別できるように低周波数帯域を利用して伝送する。
　2004年末までに発売される予定の第1世代シリアル・アタッチドSCSIシステムでは、第2世代シリアルATAと同等の最大データ転送速度である300Mバイト/秒を実現する。Ultra320 SCSIにかなり近い速度である。ただし、物理層は1.5Gビット/秒のシリアルATA周辺機器装置との後方互換性を維持する。1.5Gビット/秒の速度でも、シリアル・アタッチドSCSIのコンセプト実証用に用意されたプロトタイプとほとんど同じ速度である。こうしたプロトタイプは現在のところ、高価なFPGAを使って実現されている。
　半2重バスのパラレルATAやシリアルATA、さらにはパラレルSCSIとも異なり、シリアル・アタッチドSCSIは全2重バスに対応する。単一リンク上で読み出し信号と書き込み信号を同時にやりとりできる。各リンクの実効的なスループットはシリアルATAの2倍に達する。より複雑な相互接続構成を想定してみよう。シリアル・アタッチドSCSIは、ポート・マルチプライヤーを備えたシリアルATAのようにマルチターゲットであるだけでなく、マルチイニシエーターでもある。
　シリアル・アタッチドSCSIの物理層から出力される電圧の振幅はシリアルATAよりも大きい（図5）。このため、より長距離のバックプレーン伝送に対応可能である。

4.25Gビット/秒に対応

　ファイバー・チャネルに関しては、4.25Gビット/秒に対応する規格の標準化が完了した。米PMCシエラ社＊のような熱烈な支持者がチップの供給を始めている。予見できる範囲では、ファイバー・チャネルの最大ケーブル長とデータ転送速度の当面の優位性は継続するだろう。シリアルATAやシリアル・アタッチドSCSIの普及が進んでも、ある程度の市場規模を維持できるはずである。
　しかし長期的にみると、ネットワーク・アタッチド・ストレージ （NAS＊）など、より低コストでストレージ・エリア・ネットワークを構成できる方式がファイバー・チャネルの脅威になるだろう（下記の「SCSIの派生技術が変化を促進」を参照）。開発ロードマップによると、10Gビット/秒のファイバー・チャネルを10年以内に投入する計画である。ただし10Gビットのイーサーネットがファイバー・チャネルの10Gビット/秒版よりも先に登場し、市場を独占してしまう可能性もある。

記憶装置をアレイ接続

　外部記憶装置に向けたさまざまなシリアル・インターフェース・バスを評価する際には、それらのバスがコマンド信号とデータ信号をやりとりするための「高速道路」にすぎないと認識しておくことが必要である。ドイツのアウトバーンのように整備された高速道路であっても、そこを走る自動車が1.9リットルの空冷エンジンを積んだフォルクスワーゲン製81年型キャンピング・カーでは、時間当たりの移動距離はそれほど長くない。これと同様に、高いロバスト性を備えた外部記憶装置向けインターフェースであっても、その性能が完全に発揮されるかどうかは、周辺機器のロバスト性に依存してしまう。
　歴史的に見て、SCSI対応の記憶装置はATA対応の記憶装置よりも高いランダム・アクセス性を備えていた。SCSI対応の記憶装置は高コストであるものの、より高速の記録に対応したプラッター、より大容量のRAMバッファー、そしてより新規性の高いコントローラーを搭載できる。そして、サーバー機器のアクセス・パターンに最適化したアクセス・アルゴリズムを実装可能である。またSCSI対応の記憶装置は、エンタープライズ用途に向けて厳しい環境で長期間の動作寿命を実現するために開発されてきた。
　しかし、SCSIに対応した外部記憶装置の記録密度はATA対応の外部記憶装置よりも大幅に低い。SCSI対応の記憶装置は記録メディア（ディスク）を高速に回転させるため、消費電力が大きく、従って発熱量も大きい。消費電力と発熱量を許容できる大きさに抑える方法は、プラッターの半径を制限することである。富士通＊は、記憶装置の消費電力はプラッターの半径の3乗に比例すると説明している。
　ディスクを高速に回転させることに加え、亀裂や破損の可能性を最小にして信頼性を高めようとすると、プラッターは厚くなってしまう。こうした理由からSCSIに対応した記憶装置は記録密度を高められないのである。すなわち、プラッターの半径によってプラッター当たりの記録密度が制限されてしまう。またプラッターの厚さは外部記憶装置の中に収容できるディスクの枚数を制限してしまう。
　ワークステーションやサーバー機器では、SCSI対応の記憶装置をアレイ状に接続することで、記録密度の課題を解決している。こうした構成の記憶装置は、1980年代の後半に米カリフォルニア大学バークリー校でデービッド・パターソン氏を中心とした研究チームが考え出した RAID＊を基にしている。パターソン氏のチームは当初、この考え方を記憶装置サブシステムの性能を高める手段としてとらえていた。データ転送速度の向上を狙って構成したRAIDでは、RAIDを構成する各記憶装置がサブシステム全体のデータ記録密度を増やす。これとは反対に、ミラーやパリティーを目的として構成したRAIDではサブシステムの記憶容量を増やさない。その代わりに、信頼性の強化を行う。
　米ウエスタン・デジタル社＊は、ATAとSCSIの間に存在していた価格対性能比の壁を打ち破るような、シリアルATA対応ハード・ディスク装置「Raptorシリーズ」を発売した。マックストア社や 米シーゲイト・テクノロジー社＊など、SCSIを支持してきた企業にしてみれば、価格対性能比の壁を当分はそのままにしておきたかったはずである。
　Raptorシリーズのような外部記憶装置は、外部記憶装置サブシステムのビルディング・ブロックを変えてしまう可能性がある。ピン数が少ないというシリアルATAの利点が現在のハード・ディスク装置の性能と結び付けば、メインストリームのパソコン・システムにもRAIDが急速に普及するかもしれない。米アドバンスド・マイクロ・デバイセズ（AMD）社＊とインテル社は、個別のハードウエアではなくホスト側のソフトウエアでRAIDを制御できるように、さらに高速のマイクロプロセッサーを作り出そうと全力を投入している。

外部記憶装置の革新

　USB2.0は現在、パソコンを磁気ディスク装置あるいは光ディスク装置などの外部記憶装置に接続するインターフェースとして、ほとんどのパソコンに搭載されている。またIEEE1394も、USB2.0に比べれば少ないものの、数多くのパソコンに装備されている。当然のことながら、現在市販されているほとんどの外部記憶装置はいずれかのインターフェースに対応している。
　ところが、米アドニックス・テクノロジーズ社＊をはじめとした何社かはシリアルATAを支持している。シリアルATAに対応した外部記憶装置とその接続用アダプター、エンクロージャー、ケーブルを製品化しているのである。こうした企業はなぜシリアルATAを支持するのだろう。一言でいえば、データ転送速度である。各インターフェースの最大データ転送速度は、USB2.0が480Mビット/秒、第1世代のIEEE1394が400Mビット/秒であるのに対し、第1世代のシリアルATAでは1.5Gビット/秒に達する。
　さらに、シリアルATAの標準化に携わる関係者は、シリアルATAが外部記憶装置に向けて最適化されたインターフェースであると主張している。USBやファイアーワイヤー（FireWire）など、用途を外部記憶装置の接続に限定しない汎用インターフェースに比べてオーバーヘッドが小さく、データ転送速度を効率的に利用できるという。
　前述のアドニックス・テクノロジーズ社は、シリアルATAとパラレルATAの性能を比較するベンチマーク・テストを実施した（図A）。シリアルATAとUSB2.0あるいはファイアーワイヤーとの直接比較ではないものの、外部記憶装置用インターフェースとしてシリアルATAがUSB2.0やファイアーワイヤーよりも高い性能を発揮する可能性があることを示唆している。ベンチマーク・テストには、米ウエスタン・デジタル社のハード・ディスク装置「ATA-100」を使用した。テスト結果で特に注目すべき点は、シリアルATAとパラレルATAのデータ転送能力の差が最も大きくなるのが、ハード・ディスク装置のキャッシュ・メモリーおよびプラッターに最も効率よくアクセスできる動作モード（バッファー書き込み動作とシーケンシャル書き込み動作）時であることだ。


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