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ネットワークの今昔を知ることで、ネットワーク製品・技術に対する理解と見識をさらに深め ることができる「ネットワーク今昔物語」。今回のテーマ「シリアル＆パラレルインターフェー ス」の今編では、高速化を追求して登場したIEEE1394、USBから次世代インターフェースと して期待されるシリアルATAとSerial Attached SCSIまでを一気に紹介する。新しい時代のイ ンターフェースを概観していこう。
パラレルI/F全盛期の面影を追う！ 掲載日：2006/09/12
シリアルの雄「USB」と新規格「SAS」の 全容 掲載日：2006/09/26
掲載日:2006/09/27 【ニューテック】オールinワン NAS「EvolutionII SATA NAS/GS 3U」 掲載日:2006/09/25 【ソフトバンク・テクノロジー】ダーク ファイバー接続ソリューション「BB WAN/FC」 掲載日:2006/09/20 【ネットワールド】Symantec Backup Exec System Recovery 6.5 掲載日:2006/09/19 【リバーベッドテクノロジー】WAN高 速化装置「Steelhead」 掲載日:2006/09/11 【富士通】メール・アーカイブ・ソリュー ション
1996年、USB Implementers Forumが28F 1.0を発表したことでシリアルインターフェー スが注目されるようになり、2000年のUSB2.0の発表と、IEEE1394の標準化でその流れ は確実なものとなった。一方、もっとも高速転送の要求度が高いストレージインター フェースの世界でも、2003年のシリアルATAとSerial Attached SCSI（SAS）の標準化で、
掲載日:2006/09/11 【シマンテック】Enterprise Vault 掲載日:2006/09/11 【ビック東海】OneOffice Mail Solution
次世代ストレージのインターフェースはほぼシリアル方式で決着がついた。今年以降の 近未来については、当分SASロードマップに従って推移していくものと思われる。PCの
掲載日:2006/09/11 【エアー】WISE Audit
周辺機器ではワイヤレスUSBが最大の注目株である。
掲載日:2006/09/11 【NECソフト】GUARDIANWALL 掲載日:2006/09/07 【新日鉄ソリューションズ】統合データ センター 掲載日:2006/09/07 【住商情報システム】Revolution 220T/TX 掲載日:2006/09/05 【デル】アーカイブ・ソリューション (ファイルサーバ/メールサーバ) 掲載日:2006/09/04 【シマンテック】Symantec Mail Security 掲載日:2006/08/30 【日本アイ・ビー・エム】SANボリュー ム・コントローラー 掲載日:2006/08/29 【日本オラクル】Secure File Server 掲載日:2006/08/25 【EMCジャパン】EMC CLARiX（クラ リックス） AX150i 掲載日:2006/08/22 【ニューテック】SAS/SATAIIベースの
高性能ハードウェアRAID「Sweeper Stor」 掲載日:2006/08/22 【富士通】ETERNUS8000 / ETERNUS4000 掲載日:2006/08/11 【ニイウス】ニイウス メールアーカイブ サービス 掲載日:2006/08/10 【コアマイクロシステムズ＋他】常時 バックアップソリューションCDP 掲載日:2006/08/09 【日本ヒューレット・パッカード】HP StorageWorks テープ製品＆HP StorageWorks DPX 掲載日:2006/08/03 【ソフトバンクBB 】HP StorageWorks Ultrium テープドライブ 掲載日:2006/07/20 【日本ネティーザ】DWHアプライアン ス Netezza Performance Serverシリー ズ 掲載日:2006/07/13 【丸紅ソリューション】NetApp FAS6000シリーズ 掲載日:2006/06/30 【サン・マイクロシステムズ】Sunガッタ イ・バックアップ・ソリューション 掲載日:2006/06/23 【日本CA】BrighｔStor ARCserve Backup r11.5 こちらのコンテンツをご覧頂くには、最新のFLASHプレイヤーが必要です。 ダウンロードはこちらから
掲載日:2006/06/20 【富士通】ETERNUS8000 / ETERNUS4000 掲載日:2006/06/20 【日本ストレージ・テクノロジー、サン・ マイクロシステムズ】Dr.ストレージの NAS導入講座
2000年代に入ると、コンピュータのインターフェースはパラレルインターフェースからシリア ルインターフェースへと急速に移行しているように見えるが、その背景には一体どんな理由 が隠されているのだろうか。
掲載日:2006/06/19 【デジタルテクノロジー】Data Direct Networks S2A9500 掲載日:2006/06/15 【ニューテック】EvolutionII Desktop
まず、現在のインターフェース市場全体の様子を図1で確認してもらおう。青色のインター フェースはパラレル方式を表していて、緑色のインターフェースはすべてシリアルインター フェースを表している。このように、ホストインターフェース（PC内部の基板で使われているイ ンターフェース）も、プリンタやスキャナ、ビデオ機器といった周辺機器インターフェースも、 そしてディスク関連のストレージインターフェースも、すべてシリアルインターフェースへと移 行しているのである。 図1 インターフェースの変遷
掲載日:2006/06/14 【日本アイ・ビー・エム】電子メール監 査ソリューション 「CommonStore+Content Manager」 掲載日:2006/06/14 【東日本電信電話＋他】監視カメラソ リューション 掲載日:2006/06/12 【シマンテック】Symantec Mail Security 掲載日:2006/05/31 【アイシロン・システムズ】Isilon IQ シ リーズ 掲載日:2006/05/31 【日本オラクル】Oracle Data Guard 掲載日:2006/05/17 【富士 通】ETERNUS8000、ETERNUS4000 掲載日:2006/05/11 【日立インフォメーションテクノロ ジー】NCS-Forensic NAS
掲載日:2006/05/10 【EMCジャパン＋他】「 VMware」＋ 「CLARiXシリーズ」サーバー仮想化 ソリューション 掲載日:2006/04/26 【富士 通】ETERNUS8000、ETERNUS4000 掲載日:2006/04/26 【デル】Dell ERP短期導入パッケー ジ for SAP Business One 掲載日:2006/04/18 【日本ヒューレット・パッカード】HP StorageWorks 6000 Virtual Library System 掲載日:2006/03/30 【NTTデータ先端技術】d'solna 掲載日:2006/03/29 【デジタルテクノロジー】NASクラスタ で高速ファイルサービスを提供する 「IBRIX Fusion」 掲載日:2006/03/27 【マイクロソフト】Windows Server 2003 R2 掲載日:2006/03/27 【アイ・アイ・エム】仮想テープ装置 「REO4000」
2資料提供：アダプテックジャパン）
掲載日:2006/03/22 【日本シーゲイト】低コスト・大容量・ 高信頼ドライブ「NL35シリーズ」 掲載日:2006/03/22 【アイ・アイ・エム】仮想テープ装置 「REO1000」
それでは、なぜパラレル方式からシリアル方式へ、インターフェースは移行するようになっ たのだろうか。まず、パラレル方式がかつて広く採用された理由を挙げてみると、次のように なる。
掲載日:2006/03/20 【ニューテック＋他】Z-BYS STEALTH 掲載日:2006/03/20 【シマンテック】災害対策ソリューショ ン(VERITAS Storage Foundationファ ミリー)
・一度に送るデータ量を増やすことで高速伝送を実現できた。 ・PC内部のデータがパラレル処理なので、インターフェースの設計が容易だった。 ・複数の機器でインターフェースを共有しやすかった。
しかし、そのパラレルインターフェースにも次第に限界が見え始めてきた。それはシリコン デバイス（半導体チップ）の進化により電気信号の高速伝送が可能になってきた現在、図2
掲載日:2006/03/08 【日本電気】ファイルサーバソリュー ション 掲載日:2006/03/07 【日本アイ・ビー・エム】SAP R/3 デー タ・アーカイブ「IBM CommonStore for SAP」 掲載日:2006/02/28
に示すように、パラレル転送時の各ビットの到達速度のばらつきが目立つようになってきたの 【ネットジャパン】バックアップソリュー /ShadowProtect IT Edition である。そして、このばらつきを吸収するために伝送速度を制限しなければならなくなり、パ ション ラレル方式というアーキテクチャ自体が大きな課題を抱えていることがクローズアップされて きたのである。 図2 パラレル転送の各ビットの到達速度のばらつき
掲載日:2006/02/20 【シマンテック】Backup Exec 10d for Windows Servers 掲載日:2006/02/15 【EMCジャパン＋他】クライアント PC バックアップ・ソリューション 掲載日:2006/02/13 【トリニティーセキュリティーシステム ズ】バックアップ専用サーバ「Scalable BAS250Plus」 掲載日:2006/02/10 【レノボ・ジャパン】ThinkPad Z60シ リーズ
（資料提供：アダプテックジャパン）
掲載日:2006/02/10 【日本ストレージ・テクノロジー】Dr.ス トレージのiSCSI講座
一方、シリアルインターフェースは、次に挙げる理由で再び採用され始めた。
掲載日:2006/02/07 【プロトン】Acronis True Image 8.0 Server for Windows 掲載日:2006/02/07 【富士通】Eメール・アーカイブ・ソ リューション
・シリコンデバイスの進化により電気信号の高速伝送が可能になった。 ・配線がシンプルかつ容易 ・ピア・ツー・ピア接続なので、障害発生時の他への影響を軽減できる。 ・イーサネットでも使われている多重化技術で更なる高速化が可能（図3）。 ・イーサネットでも使われているスイッチ技術で接続の拡張性、柔軟性が向上する（図4）。
掲載日:2006/02/01 【日揮情報ソフトウェア】Migration Solution Pack 掲載日:2006/01/31 【丸紅ソリューション】Exchange-Filer メールシステム構築ソリューション 掲載日:2006/01/31 【日本ヒューレット・パッカード】HP StorageWorks Enterprise Virtual Array(EVA)
図3 多重化技術
掲載日:2006/01/31 【日本ヒューレット・パッカード】HP StorageWorks DAT-USB テープド ライブ 掲載日:2006/01/27 【日本電気】iStorage NVシリーズ
（資料提供：アダプテックジャパン）
図4 スイッチ技術
（資料提供：アダプテックジャパン）
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シリアルインターフェースは、1995年から1996年にかけて相次いで規格化された IEEE1394とUSBがきっかけとなって、従来のパラレルインターフェース以上に注目を集める ようになった。
IEEE1394が正式に規格化されたのは 1995年になってからのことだが、実際に最初の仕様 が作られたのは 1987年のことで、もともとアップルコンピュータ社がFireWireという名前で開発 を開始したものだ。その後、ソニーからiLINKという名前でデジタルビデオ機器に搭載され始 め、ホストとなるコンピュータがなくても、例えばデジタルビデオカメラから直接プリンタにデー タを送信して印刷することが可能になった。そして、1994年に1394 Trade Association という推 進団体が設立され、DV（デジタルビデオ）ポートとしてデジタルビデオ機器に広く搭載される ようになった。ただし、パソコンの汎用インターフェースとしては USB2.0が登場したことで、現 時点で主流にはなっていない。 ▼IEEE1394の規格内容
掲載日:2006/01/23 【ブイテック＋他】統合型メールセキュ リティ・ソリューション「Mail Proof Keeper 」
2 IEEE1394には 1995年に規格化された IEEE1394、2000年に改訂された IEEE1394a、2002年に改訂されたIEEE1394bがあ り、それぞれのデータ転送速度は表1の通りであ る。機器はデイジーチェーン状に最大63台まで接 続可能で、ケーブルの長さは機器間で最大4.5ｍ （総延長72m）である。また、パソコンの起動中でも 自由に抜き差しできるホットプラグ対応になってい る。 参考までにIEEE1394ケーブルを写真1に示す。 パソコンとデジタルビデオ機器をつなぐときは 6ピ ンと4ピンのコネクタがついたケーブルを使用し、 デジタルビデオ機器同士をつなぐときは両方に4 ピンのコネクタがついたケーブルを使用する。な お、4ピンの場合には電源供給線が省略されてい る。 表1 IEEE1394のデータ転送速度 規格名
データ転送速度
コネクタ形状
IEEE1394
100Mbps、200Mbps、400Mbps
6 ピン （デジタルビデオ機器は 4 ピン）
IEEE1394a
100Mbps、200Mbps、400Mbps
6 ピン （デジタルビデオ機器は 4 ピン）
IEEE1394b
800Mbps、1.6Gbps、3.2Gbps
9 ピン
長い間、シリアルインターフェースといえばRS-232Cが主流で使われてきたが、PCの高性 能化とともに、1ポートに1台しか接続できないことやデータ転送速度が遅いことに対する不満 が次第に募り始めてきた。そこで、コンピュータベンダ各社（マイクロソフト、インテル、IBM 、 日本電気など7社）が集まって次世代の周辺機器のための汎用インターフェースの研究を開 始した。彼らは 1995年、USB Implementers Forumを設立し、その翌年にUSB（Universal Serial Bus）1.0を発表した。そして、1998年には USB1.1、2000年には USB2.0を発表し、今で はパソコンの汎用インターフェースの主役に成長している。 ▼USB の規格内容 USBのデータ転送速度は、USB1.1では 1.5Mbps （ロースピードモード：キーボードやマウス 向け）と12Mbps （フルスピードモード：プリンタやスキャナ向け）、USB2.0では 480Mbps （ハイ スピードモード：ハードディスクドライブ向け）をサポートしている。周辺機器は USBハブという 装置を使うことで、デイジーチェーン状に最大127台まで接続可能で、ホットプラグにも対応 し、ケーブルの長さは機器間で最大5ｍである。 参考までにUSBのピン配置とケーブルを表2と写 真2に示す。表2のVBUSは電源ピン、D-、D+は 信号ピンである。USBではパソコン側に近いほうを アップストリームと呼び、ここには長方形のシリーズ Aというコネクタとプラグが付き、周辺機器側に近い ほうをダウンストリームと呼び、ここには正方形のシ リーズBというコネクタとプラグが付くようになってい る。このため、誤って周辺機器同士をループ状に 接続できないようにしている。また、USB2.0ではシ リーズB（つまり周辺機器側）にミニプラグ仕様が 追加されている。
表2 標準USB コネクタのピン配置
ピン
ホスト側
周辺機器側
1
VBUS (4.75-5.25 V)
VBUS (4.4-5.25 V)
2
D-
D-
3
D+
D+
4
GND
GND
無線LANの進化はシリアルインターフェースにも影響を与え始めている。近距離通信に おける大容量のデータ通信を支える無線技術としてUWB（Ultra Wide Band：超広帯域無 線）が注目を集めているが、2004年になると、UWBを取り入れることでUSB2.0をワイヤレス でも使えるようにしようという「Wireless USB Promoter Group 」が活動を開始した。このグ ループで作られたWireless USB Specification 1.0仕様は、2006年3月にUSB Implementers ForumでCertified Wireless USB規格として標準化された。まもなく、この規 格に基づいたワイヤレスUSB製品が出荷される見込みだ。 ワイヤレスUSBは無線部分(物理層)とUSB部分(論理層)から構成されていて、無線部分 は UWBが採用され、USB部分は USB2.0が採用されている。データ転送速度は 3mの距 離で480Mbps 、最大到達距離は 10m（その場合には 110Mbps 程度）になるという。
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プリンタやスキャナ、そしてキーボード、マウスに至るまでシリアルインターフェースに切り替 わってきた現在、ストレージ関連も当然ながらシリアルインターフェースが台頭し始めてい る。
前回の昔編ではパラレルインターフェースのATAとして2002年に標準化されたUltra DMA/100（最大100M バイト/秒）のATA/ATAPI-6まで説明したが、2003年になると、ANSIで もシリアル方式のシリアルATA（SATA：サタ）の標準化が開始された。SATAの最初の規格 は 1.5Gbpsで、2004年には 3Gbpsになった。そして2007年には 6Gbpsになる予定だ。ソフト ウェア的には従来のATAの上位互換になっていて、コマンドがシンプルで開発が容易である という特長を持っていることから、PCなどの容量単価の安いハードディスクで多く採用され始 めている。 ▼SATAの規格内容 SATAの規格内容がわかるように、従来のパラレ ルATAとの違いを表3に示す。SATAはコントロー ラとデバイスを一対一で接続（point-to-point) する ので、各ディスクの最大スループットでデータを転 送できる。また、従来のパラレルATAとは異な り、SATAでは内蔵ドライブ専用ではなく、外付け ドライブにもホットプラグ対応で使用できるように なっている。
表3 パラレルATAとシリアルATAの比較
転送速度
インター フェース
テクノロ ジ
現在
ATA/ IDE
- パラレ ル
133MB/ 秒
SATA
- シリア ル
ケーブル
予定
接続
- ワイドリボン 現時点で最 - 40ピン - 長さ18インチ 大 （約0.457m）
3Gbps
6Gbps
- チャネルあたり2 ドライブ - マスター/スレーブ関係 - ドライブ間で同じ帯域幅を 共有
- 細いラウンドリボ ン - 4 ピン - 長さ1m
- チャネルあたり1 ドライブ - point-to-point 接続 - ドライブあたりフル帯域幅
昔編では SCSI-3のUltra320 SCSIまで製品化されたことを説明したが、SCSI-3では本稿の 冒頭で説明した理由から、シリアル方式のほうが高速化に有利であると判断し、シリアル方 式のSCSIも規格化されることになった。そして2003年に規格化されたのがSerial Attached SCSI（SAS）である。SASは SCSIで確立されたソフトウェアとハードディスクドライブの信頼性 はそのままで、コスト効率の高いシリアルATAの物理層とコネクタを採用した規格になってい る。SASは多機能なSCSIコマンドにより幅広いデバイスをサポートできることから、現在、エン タープライズ向けサーバ/ストレージ機器での採用が進んでいる。 ▼SASと SATAの気になる使い分け なお、参考までにSASとSATAを使い分けるときに参考となる情報を表4に示しておく。元 来、SATAはデスクトップPC用に作られたものであり、シンプルな構成で、最適な価格・容量 を必要としているストレージ環境に適している。一方、SASはメインストリームサーバ、エン タープライズストレージ用に作られていて、最高のパフォーマンス、拡張性、信頼性を必要と している環境に適しているといえる。 表4 SAS、 SATAの比較 SAS SATA
主な決定要因 高いパフォ ーマンス能力 フルデュープレックス、高い帯域幅、ポートアグリゲーション、広範囲なコマンド キューイング、豊富なコマンドセット
○
低いギガバイトあたりのコスト 低い予算で購入可能
○
データ転送時の高いパフォーマンス 高周波。データベース、オンラインでの買い物、銀行振込、CRMなどの即時のラ ンダムアクセスのデータタイプ
○
レファレンスやシーケンシャルタイプの データにとっての高いコスト効率 低アクセス頻度・ストリーミングや、ファイル共有や、電子メール、ウェブ、バック アップ、アーカイブデータなどのシーケンシャルデータなどに最適
○
高い拡張性 8mという長いケーブルを備えた独創的なストレージ用の高いフィジカル デバイ スアドレシング範囲と接続
○
高い信頼性と有用性 広範囲なエラーを回復させる技術；マルチイニシエータ( 同時アクセス) +デュア ルアクティブポートサポート
○
シンプルなコンフィギュレーション セットアップ ユビキタス ドライバ - ベンダのドライバを必要としない。マザーボードチップセット に組み込まれている。 高いデバイスフレキシビリティ SASとSATAの両方をサポート
○
○ （資料提供：アダプテックジャパン）
▼SASの規格内容 SASは SASとSATAの両方をサポートした仕様になっていることから、SASドライブとSATAド ライブを混在して使用できる。現時点では最大3Gbpsまでの転送速度をサポートしている が、SASロードマップでは、2007年に6Gbps、2010年に12Gbpsのデータ転送速度が計画され
ている。ただし、SASでは 3Gbpsのポートをマルチリンク（複数のポートを束ねて仮想的に1本 の広帯域なポートとして使うことで、最大×4ポート）に対応しているので、当分6Gbpsに移行 する必要はないといわれている。 ここでは SASの規格内容がわかるように、従来のパラレルSCSI、そしてSATAとの違いを表5 に示す。また、SASケーブルを写真4に、実際の配線の様子を図5に紹介する。 表5 SAS、パラレルSCSI、 SATAの比較 項目
SAS
パラレルSCSI
SATA
データ転送速度（将来）
3Gbps（12Gbps）
3Gbps
3Gbps（6Gbps）
接続機器の台数
16000台/ドメイン
15台/バス
1台
コネクタ
7 ピン
68ピン
7 ピン
ケーブリング
8m
12m
1m
例えば、既にアダプテックジャパンでは 8ポート のSASコントローラカード、PCI Express対応のSAS RAIDコントローラカード、最大4台までのSASまた は SATAのハードディスクドライブをホットスワップ できるディスクドライブエンクロージャなどの製品を ラインナップしていて、今後も製品強化を図ってい く予定だという。
図5 SAS接続の様子
（資料提供：アダプテックジャパン）
以上、今編ではシリアルインターフェースを中心に説明してきたが、ハード的なシリコン技 術の向上で通信ICのスイッチング速度が飛躍的に高まってきたことから、今後もシリアルが パラレルより優位に立っていくはずだ。ただし、ハイスペックのストレージ領域で活躍するシリ アルSCSIにもパラレルSCSI時代と同じ互換性問題が相変わらず存在しているので、これをク リアしていく必要がある。一方、PC回りの周辺機器については USBの寡占状態が今後も続 いていくものと予測される。 ページのトップへ
取材協力 ：
アダプテックジャパン株式会社
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