SSA(serial storage architecture，串行存儲體系結構)是IBM大力推廣的面向新世紀的新型存儲體系結構，它支持海量存儲，其性能遠遠超過了傳統的SCSI存儲體系。
20世紀80年代初，SCSI接口作爲磁盤與PC高速連接的技術開始流行時，人們都爲它所能提供的外接大容量存儲設備的能力而驚歎。如今，一些新的應用程序正吞吐着TB級的存儲容量，造成人們對存儲器的需求量也爆炸性地增長，而SCSI由於其固有的侷限性，顯然已經不能滿足這種需求了。SCSI將塊(block)數據從磁盤並行傳送到系統內存，當其總線上連接的驅動器不多時，這是個快速傳送數據的好辦法，而當連接的磁盤驅動器增多時，其性能就變得惡化了。這是因爲SCSI技術所固有的缺陷所致，即需要仲裁總線上每個設備，在同一時間只有一個磁盤驅動器佔有總線。當有很多驅動器競爭總線時，將導致在給定時間內的數據傳輸總量明顯減少。
1.串行存儲體系結構SSA
SSA定義了一種I/0設備連接的高性能串行連接，它專門爲存儲應用如硬盤驅動器、主機適配器及陣列控制器而設計。與傳統的並行總線SCSI-2相比，SSA克服了SCSI的侷限性，具有很大的優勢。
SSA的定義分爲以下三層：
物理層(SSA-PH1)定義了接口的電氣標準及電纜、連接頭。對於STP(屏蔽雙絞線)與同軸電纜，其連接速率可以達到40MB(1995年)。
連接層(SSA-TL1)定義了傳輸協議、配置及錯誤恢復。SSA節點是一個可尋址單元，如主機接口卡、開關或硬盤驅動器。在某些情況下，物理單元可能由不止一個SSA節點構成。爲了便於尋址，SSA節點被分成單端口節點、雙端口節點與交換節點。其中雙端口節點最常見。SSA節點之間可以互相連接構成一個仲裁網絡。在連接層上傳輸的最小數據單元爲幀，每幀包含 128字節數據，在結尾處有一個由6個字符組成的標誌。幀中可以包含數據也可以包含消息。消息用來發送控制信息，如命令與狀態。普通幀包含四個域，分別爲控制域、地址域、數據域和 CRC域。尤其值得注意的是，SSA-TL1協議中的流量控制功能不僅功能強大而且很簡單。在SSA網絡中，協議在每個連接中獨立工作。而且，這個網絡是在系統加電之後自動配置起來的，無需任何開關或者跳線來指定節點的地址。節點和連接可以動態地接通與斷開。每個SSA端口有一種環繞模式，它能將串行輸出直接導向非串行輸入。SSA端口具有獨立於電纜和遠程節點的上電自檢能力。
映像層(SSA-S2P)是SCSI-2排隊模型、命令集、狀態字、標識符和檢測碼的一種映射，用來實現現存固件從並行SCSI-2環境到SSA的遷移。實際上，它保留了SCSI-2的排隊模型、命令集、狀態字、標識符和檢測碼，因此，已有的SCSI應用和第三方軟件不必做移植。SSA-S2P的主要任務是將SCSI-2的總線階段與消息映射到SSA-PH傳輸層。SSA-S2P的性能比並行SCSI-2強得多。在 SSA中，幀多路複用取代了SCSI-2中的仲裁、失連與再選。這樣在大批量數據傳輸過程中系統還能處理一個新命令，而不會帶來性能損失。SSA-S2P 允許對同一個設備同時發送多個命令，如對Cache的讀操作可以和寫操作同時發出。
SSA系統系統支持全雙工與空間複用。“空間複用”指的是在一條連線上，兩個不同連接可以同時進行獨立的會話，也就是說，可以在環上各個不同區段中實現多重併發操作，從而獲得更高的吞吐能力。這在SCSI總線或是在光纖通路仲裁環路是不可能的，因爲在這兩種情況下，整個總線上都只能同時承載一個操作。
2.SSA的優異性能
SSA之所以吸引人，首先在於SSA提高了連接能力。一個單獨的主機接口可以連接許多設備，這些設備可以在多個主機之間共享。SSA在幾乎不產生額外開銷的情況下提供了全雙工通信能力。數據幀級別上的多路複用使接口可以在幾個併發操作上有效共享。通過適用循環冗餘校驗碼(CRC)，SSA的錯誤檢測能力要比適用奇偶校驗碼的普通總線強得多。SSA設備能夠很容易地實現雙端口，以提供可選擇的數據通道，並在出錯條件下正常工作。
在SSA系統結構中，主機處理器(被稱爲啓動者)發佈指令或發送數據到環形串接的大量磁盤驅動器。與SCSI相比, SSA沒有總線，也不需要在很多SSA連接的磁盤驅動器對主機處理器訪問時做“仲裁”。SSA結束了單會話的系統限制，可同時進行多路會話，大幅度地提高了性能。
在SSA中，連接設備的電纜允許全雙工的點對點通信。這意味着從主機發出的信息可雙向輸送到環上的每一個設備，即使兩個設備之間發生斷路，信息仍可通過環路的分支傳送到環上的每一個設備。
另外，SSA可檢測環中的斷路並自動重新配置系統，恢復鏈路以保持通信。這不僅可在發生意外斷路時提供保護，而且使用戶可以在線增添或減少磁盤驅動器而不中止運行、不丟失數據。
環中的每一鏈路可同時以20MB/s的速率雙向傳輸信息。當處理器將讀/寫指令的比例平衡到各佔50%時，環上的總帶寬是20MB/s的4倍，達到80MB/s的最大值。
SSA以使用低成本CMOS工藝處理的硅半導體技術實現。按照SSA的技術發展規劃，隨着性能加倍到40MB/s的第二代配套半導體元件的推出及成熟應用，SSA環上的總帶寬可達到160MB/s的最大值，而且還有進一步大幅度提高的潛力。
從理論上講，使用SSA環的主機處理器最多可以連接127臺設備運行而不至於性能惡化。作爲SSA的具體實現，IBM的7133型SSA磁盤子系統實現了與RS/6000服務器和RS/6000SP並行處理系統的連接。插到RS/6000的SSA適配器使磁盤子系統能夠配置在兩個獨立的環中，使每個適配器可接96個驅動器，以每個驅動器容量爲20GB計算，總容量可達1920GB之多。
SSA系統的性能基準測定顯示，當處理器與實際負載一起工作時，可達到35MB/s的持續數傳率(低於理論值80MB/s的原因在於將SSA適配器連接到系統內存的接口的限制)。而且，IBM公司在實驗室對通過高速系統總線接口連接的SSA系統進行測試時，傳送數據的典型速率已經達到了70MB/s。相比之下，一個數傳率爲20MB/s的SCSI接口傳送數據的典型速率僅能達到 12MB/s～13MB/s。
無論在容量還是在性能方面，SCSI的擴展性都十分有限。而SSA是高度可擴展的結構。除了可以將子系統容量增長很多而不降低性能外，SSA結構還允許在環中簡單地插入多個啓動者來完成更多的工作，得到比使用單處理器時性能高几倍的增長。測試結果表明，如果4臺主機處理器(每臺都能以35MB/s的速率傳輸數據)共享一個 SSA環中的所有磁盤驅動器，可以得到 110MB/s的總體傳輸速率，幾乎是採用一臺主機所能達到的速率的4倍。如果將存儲器設備劃分成等量的“域”(domain)，而且每臺主機只能與一個域通信，則其性能可接近 140MB/s。這樣的性能增長是由於叫做“空間複用”的結構特性所決定的，這意味着不同的SSA鏈路能夠獨立地同時執行不同的操作。數據只在啓動者與其目標設備之間傳輸，而不是在整個環上流動。空間複用的另一個示例是在一個SSA環中，磁盤驅動器D和磁帶驅動器T被相鄰配置，當從D向T備份數據的指令啓動之後，數據就只在這兩臺設備之間傳送而不必通過啓動者。這就使啓動者可以同時從事其他工作，並且提高了整個環的總體傳輸速率。
此外，SSA結構還有保證數據高可用性、容錯、易於連接與擴展、遠程佈線等諸多優點，並能支持多個級別的磁盤陣列。可見，SSA全面超越了SCSI體系的束縛,是一種極有發展前途的新型存儲體系結構。