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話說目前在數位家庭的環境中，為了因應未來越多的資料傳輸轉移的需要，因此也相對浮現出有關於家用NAS的需求；而在NAS除了10/100/100Ethernet網路、IEEE 802.11ABG無線網路、IEEE 1394與USB介面外，最新、最熱門的就是所謂的eSATA介面，特別是於今年1月份SATA IO正式發表了Power Over eSATA規格，這可說將eSATA推到另一境界，而究竟這樣的傳輸介面的演進，對於未來的儲存媒介會產生怎樣的影響？
eSATA逐漸普及 USB2.0退居二線
隨著電腦科技的進步，每一位使用者對於效能的渴望也更加強烈，從各家處理器、記憶體的時脈不斷提升、硬碟與光碟的轉速與時俱進，都可以看出端倪，因此幾乎每一項新規格、新技術的出現，就是為了解決有關傳輸速度的問題；而至於在硬碟介面等儲存裝置部份，最初出現在家用市場的PATA（也就是我們熟知的IDE併列式傳輸介面），隨著速度提升上出現了瓶頸，PATA 100或是PATA 133就是其物理特性的極限，當然若硬要是往上提昇並非不可能，只是所花費的成本與效能將不成正比，讓併列式訊號傳輸物美價廉的特性完全消失，因此才會有SATA標準的推出。不過除了內接式介面有頻寬上的問題之外，其實影響更為艱鉅的是在外部的傳輸介面上，因為不論是USB 2.0或常見的IEEE 1394，雖然擁有不錯的擴充性與普遍性，也是目前十分熱門的外接式介面，不過就傳輸頻寬上來看都有些力有未逮，因此才會有所謂的eSATA介面出現。
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但其實除了傳輸速度上的提昇之外，作為新一代消費級外接儲存裝置介面的明日之星，eSATA在技術上還有相當多的強化，不過，在談eSATA之前，筆者先向各位介紹一下SATA規格制定的原由與相關的技術特色，畢竟兩者可說是關係緊密，不可分離的同胞兄弟，要認識eSATA自然必須從SATA談起，這樣才能讓各位對SATA與eSATA相關的標準有更清楚的了解。
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如同前面所提到的，所有規格的變化都是對既有規格的不滿足，Serial ATA標準的出現也是因為如此；由於既有的Parallel ATA在傳輸頻寬上已經遇到瓶頸、加上其採用的訊號電壓還是TTL的高訊號電壓，因此在控制器晶片的體積上一直無法縮小，也無法使用更先進的製程技術，在電力與成本上都是一種浪費；並且40隻接腳設計的複雜度相對提高，也使得介面的寬度無法縮小與線材太短，只要超過45公分訊號品質就會急速惡化等等問題，因此在2000年，正式由APT、Dell、Intel、IBM、Quantum（現已被Maxtor收購）及Seagate等六家公司共同Serial ATA的Working Group，之後隨著組織成員的增加，也於2004年正式更名為SATA IO（Serial ATA International Organization），目前只要是與Serial ATA標準相關的草案擬定、研討或是推廣工作，都是由這個組織所進行推動。
而至於在SATA（Serial ATA）的工作原理上，顧名思義也就是期望作為Parallel ATA的繼承者，因此價位上也不能太過昂貴，並且預先設定在作業系統等軟體可以百分之百相容，以免發生先前期望推動以IEEE 1394取代PATA時失敗的情況發生，SATA基本上是採用點對點方式的傳輸與Fibre Channel介面編碼方式，在訊號線部分比起舊有的PATA 40條訊號線的方式，可說是精簡了不少，裡面僅具有兩組（共４條）的差動式訊號線，再加上3條的地線，一共僅有7條；7比40，拜能夠在線材上如此精簡之賜，對於機殼內部空間的整潔有一定程度的幫助。並且SATA具有LVDS低電壓抗干擾的特性，不但在噪音與功耗上能夠有更好的解決之道，同時也能避免PATA控制器無法使用更先進便宜的製程的限制。
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而在最新的SATA 3.0規範部分，雖然本來預定在2007年的下半年正式底定，但到目前為止並未有看到太多相關的資料，因此並無法在此提供太多的資訊給讀者，不過可以確定的是，SATA 3.0標準會將傳輸頻率拉至6 GHz（600Mbps），其他應該基本上還是會依循SATA 2.6版的規範進行強化。
eSATA與SATA的關連
其實在SATA標準剛開始制定時，並沒有加入外接式裝置這個部份，而是在2004年年中，SATA IO在修定SATA規範時，因應外接式裝置的需求，才正式推出了eSATA相關的標準與規定，這便是eSATA的緣起。其實在2006年之前，市面上相關的產品可說是相當稀少，這是由於規格不斷演化，不論是主機板或是相關儲存設備業者，都是採取觀望的態勢，畢竟連SATA硬碟機的出貨量都是在2006年才正式超越PATA，何況是更晚推出的eSATA，也讓相關設備相當的昂貴，使得許多使用者裹足不前但隨著SATA硬碟機越來越普及，加上數位電視與HD影片日漸成熟，尤其當進行25GB的藍光電影對拷、或是NAS的遠端播放時，各位一定會發現延遲的狀況相當的嚴重，但這並不是硬碟機的問題，因為硬碟機內部的資料持續傳輸率已高達75MB/sec，因此USB和1394的介面速率馬上成為外接硬碟機的瓶頸，並且針對硬碟機一些低階的功能，USB或IEEE1394都沒辦法完整支援，也正因為如此才會帶動eSATA設備的興起。
以上談完了eSATA主要的優勢與引起一陣熱潮的原因後，為了因應外接式裝置所面對的環境與內接式裝置，eSATA還是針對SATA部分的技術特性做了一些修正與強化，以提升其適用性；首先，在接頭部份是採用一字型的而非內接式SATA的L型，且為預防靜電干擾傳輸的問題，接頭的深度也由SATA所用的5mm增長為6.6mm，此外為了EMI電磁波的問題，因此在eSATA接頭上附加了金屬的屏蔽材質，而一般的SATA並未有這樣的要求；同時eSATA的線材與插座必須經過2500次的插拔測試，比起SATA僅要求50次以上的插拔，在線材的強度有更嚴謹的要求；而一直以來為人詬病的供電問題上，也將會在2008年下半年藉由Power Over eSATA規格的誕生而解決，相信也會促使採用eSATA傳輸介面的裝置將會更為風行。
不過筆者在這裡也必須說明，從eSATA的規範制定完成開始，就是以作為硬碟等需要較高傳輸頻寬的裝置為主，而USB2.0與IEEE 1394的適用性就明顯寬廣許多；其次在技術特性的限制，因此在串聯的周邊數，即使透過Port Multipier（埠多工器）的功能，一個eSATA埠也只能連接15個設備，而USB 2.0可串聯127個、IEEE 1394也能夠支援63個，比較起來eSATA的裝置數明顯較少；其次一項對於外接式裝置相當重要的線材長度上，eSATA最長只能到2公尺，比起USB2.0與IEEE 1394明顯還是短了不少；第三在供電能力上，雖然Power Over eSATA規格即將誕生，但就目前來說eSATA還是必須透過額外供電方式才能正常運作，就便利性上還是稍差一截，因此要以eSATA完全取代其它兩種傳輸介面的可能性並不高。
另外，還有一個也是外接式的SATA標準—XSATA，這樣技術主要針對機房內需要更長線材與更嚴謹的資料傳遞所設計的一種標準，與eSATA在標準上十分的類似，但由於其透過Infiniband連接器，因此可以將線材長度延伸至8公尺，也讓其適用性更廣。
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談完了SATA、eSATA的發展與規格，相信各位可以了解eSATA資料備份和保護之外，eSATA擁有更優異的效能，特別是對於需要高頻寬及低成本儲存的外接DV影音應用而言，可算是相當不錯的幫助，並且透過其背後強大的廠商支持，特別是在附加供電能力之後，相信很快就會成為各種外接式電腦儲存設備中不可或缺的一項介面標準；不僅是NAS，其他與儲存裝置相信也將逐漸導入eSATA，如A-DATA也在CES展出採用eSATA介面的隨身碟，因此eSATA的應用將會更為廣泛與普及eSATA以經濟的價格，為外接儲存方案實現了更高層次的優異效能、高容量、高度保護和簡易使用性。
【digitalhome 第105期3月號】
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