RAID普及旋风──从ICH5看RAID及南桥芯片的发展趋势

整机外设

 前段时间,Intel发布了i865/875系列主板芯片组,除了支持800MHz前端总线、双通道DDR400和AGP 8×规格之外,很吸引人的一点就是它最新的南桥:ICH5系列。与Intel前一代南桥芯片ICH4相比,ICH5除了一方面将USB2.0接口从6个扩展到8个之外,更重要的一方面是可以直接支持双通道ATA/100接口加双通道Serial ATA150接口。此外,ICH5还有一个衍生版本:编号为FW82801ER的ICH5R(图1),可以支持Serial ATA RAID功能。虽然ICH5R还不能算非常成熟和完美,但是,仍然可以说它是一个划时代的产品。

  知己知彼 ICH5R的优势和缺陷

  由于ATA硬盘技术的成熟,使ATA RAID在2000年得以逐步推广。当时的主板产品是通过集成ATA RAID控制芯片或外接ATA RAID控制卡来实现RAID功能的。而到了2002年底,新式的硬盘接口Serial ATA开始正式走向市场,相应地ATA RAID也开始转向Serial ATA RAID,但它仍然是通过在主板上集成控制芯片或外接控制卡来实现的,直到ICH5R的出现。

  ICH5R是第一款集成RAID功能的主板南桥芯片,因为是芯片组内置的功能,所以有其不可比拟的优势。首先,由于外置式的SATA RAID控制芯片必须通过PCI总线连接到南桥,而PCI总线的传输速率只有133MB/s,而且需要和其他PCI设备如声卡、网卡等共享这一带宽,因此速度上常常受到影响。而ICH5R集成的SATA RAID功能则不受此影响,可以直接连接到南北桥之间的高速Hub Link总线(266MB/s)上,可以满足多块硬盘RAID时对总线传输速度的要求。这一点在很多对比测试中表现得很明显。

  此外,ICH5R仅仅比ICH5贵3美元,可以说是目前最廉价的RAID方式了;Intel公司较高的市场占有率和大规模生产的能力,已经使得Promise等公司受到了强大的威胁,过去价格比较高昂的RAID芯片有了降价的希望。

  当然,ICH5R的问题也不少,首先是它仅仅支持RAID 0方式。因为ATA硬盘的质量远不及SCSI硬盘,所以对于ATA RAID而言,RAID 1方式(镜像备份方式)更有意义一些。Promise和Silicon Image等公司的SATA RAID芯片都可以支持RAID 0和RAID 1,甚至RAID 0+1。

  另一方面,ICH5R只能使用SATA硬盘建RAID。虽然ICH5R的成本不高,但是目前同容量SATA硬盘的价格却比普通ATA硬盘贵30%左右,因此实现RAID 0的整体成本似乎并没什么下降。不过随着ICH5南桥的普及,SATA硬盘也将逐渐替代ATA硬盘,价格下调是早晚的事,预计届时ICH5R南桥将会受到更多消费者的欢迎。

  另外,ICH5R的驱动程序也还不太完善,目前Intel只发布了支持WinXP的RAID IAA(应用程序加速器),在其他操作系统下使用ICH5R自带的RAID功能会有不少麻烦,而且现有的驱动程序的问题也不少。这一点急需Intel改进。

  兵来将挡 各厂商的对策

  Intel推出支持Serial ATA的ICH5系列南桥之后,在业界的反响不小。作为Intel在芯片组领域最大的竞争对手──VIA公司,当然也会拿出相应的武器来应战。VIA的最新一代南桥芯片是VT8237(图2),VT8237可以支持双通道ATA/133加4个Serial ATA150接口,其中2个Serial ATA接口可以直接使用,另2个Serial ATA接口只需要附加廉价的PHY(物理层连接)芯片就可以使用,而且VT8237可以支持RAID 0、1和0+1,ATA硬盘和SATA硬盘都可以加入RAID。VT8237使用速度高达1.06GB/s的Ultra V-Link南北桥连接总线与北桥相连,以解决速度上的瓶颈。再加上VIA一贯的价格优势,可以说是ICH5的劲敌。

  另一家主要的芯片组厂商SiS公司也计划推出自己最新的SiS964南桥,可以支持双通道ATA/133加2个Serial ATA150接口,不过并没有RAID功能。其他芯片组厂商如NVIDIA和ALI等也有类似的计划,而支持Serial ATA的NVIDIA的MCP-S南桥和ALI的M1563南桥也即将发售。

  当然,传统的生产ATA RAID控制芯片的厂商如Promise等也必将改进自己的产品,使自己的Serial ATA RAID产品往多功能化发展。因为Serial ATA相比于老式的硬盘在速度等方面会有一定的优势,而且还支持热拔插,所以生产一些更高级的产品如支持RAID 5功能的产品,有助于提高他们的产品形像,以保住他们的传统势力范围。

  回顾展望 南桥芯片的发展趋势

  在另一方面,我们来回顾一下近几年主板南桥芯片的发展历程。在Pentium时代,南桥芯片的功能还只是连接ATA设备和PCI总线,后来又增加了对USB接口的支持。VIA一度在自己的VT82C686A/B系列超级南桥中加入了Super I/O(对PS/2、LPT、COM、软驱等的支持)和硬件监控等功能,但是因为种种原因,在后续芯片组中又取消了这一功能,目前这些功能一般还是由单独的Super I/O芯片来完成的。不过在南桥中加入AC'97音效功能则是一个划时代的变革,从此南桥芯片便开始向多功能发展,网卡、Modem、IEEE1394等功能现在都集成了进去,声卡也从2声道发展到了5.1声道,NVIDIA甚至在自己的南桥芯片中集成了高级的APU音效和双网卡。现在南桥芯片更是增加了RAID这样重要的功能。而在南桥芯片中集成7.1声道声卡和千兆网卡也已经提上了议事日程。

  芯片组一直都是以北桥为主芯片,南桥为辅助芯片。因为北桥负责连接到CPU和内存以及显卡,集成显示功能的芯片组也都是将显示核心集成在北桥中;而南桥芯片则只是负责周边设备而已。不过即将发布的AMD K8核心的CPU将内存控制器集成在了CPU内部,于是支持K8芯片组的北桥芯片变得简化了很多。这也许将是一种大趋势。虽然北桥为主,南桥为辅的大格局短时间内不会改变,但是北桥芯片的功能会逐渐单一化,而南桥芯片集成的功能则会越来越多,各种过去难以想象的功能可能都会集成到南桥中去。为了简化主机板的结构,以后主流的芯片组甚至可能变成南北桥合一的单芯片。