ISOIEC 17760-3022025 信息技术 AT附件 第302部分分区设备ATA命令集-2-(ZAC-2)标准立项发展报告

信息技术AT附件第302部分:分区设备ATA命令集-2-(ZAC-2)标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-ATAttachment-Part302:ZonedDeviceATACommandSet-2-(ZAC-2)摘要随着大数据、云计算和人工智能技术的迅猛发展，数据存储需求呈现爆炸式增长，传统存储设备的容量与性能瓶颈日益凸显。分区存储（ZonedStorage）技术作为应对存储密度提升与服务质量保障矛盾的关键解决方案，已成为国际存储领域的研究热点与应用方向。ISO/IEC17760-302:2025《信息技术AT附件第302部分:分区设备ATA命令集-2-(ZAC-2)》是由国际电工委员会（IEC）正式发布的现行标准，旨在为分区设备在ATA接口下的命令交互提供规范化技术依据。本报告系统分析了该标准的立项背景、技术框架、核心内容及其产业应用价值，深入探讨了ZAC-2标准对存储设备接口标准化体系的完善作用，并对其参与单位进行了详细介绍。报告指出，该标准的发布填补了分区设备在ATA命令集领域的标准空白，为叠瓦式磁记录（SMR）等新型存储技术的规模化商用提供了关键标准化支撑，对推动存储产业生态的健康发展具有重要的战略意义和深远的应用前景。关键词：分区存储；ATA命令集；ZAC-2；国际标准；存储接口；叠瓦式磁记录；IECKeywords:ZonedStorage;ATACommandSet;ZAC-2;InternationalStandard;StorageInterface;ShingledMagneticRecording;IEC一、引言1.1标准化背景全球数据量的指数级增长正在深刻改变存储产业的技木格局和发展路径。据国际数据公司（IDC）预测，2025年全球数据圈规模将达到175ZB，其中近80%的数据将由企业级存储系统承载。在这一背景下，以叠瓦式磁记录（SMR）和分区存储（ZonedStorage）为代表的新型存储技术，凭借其在面密度提升和成本控制方面的显著优势，正逐步成为大容量存储设备的主流技术方案。分区存储技术将存储设备的地址空间划分为多个连续的区域（Zone），每个区域内按顺序写入数据，从而在硬件层面实现更高的存储密度和更可预测的性能表现。然而，分区设备的推广应用高度依赖于宿主系统与设备之间的命令交互规范。若缺乏统一的标准化协议，不同厂商的设备在互操作性、兼容性和管理一致性方面将面临严重障碍，进而制约整个生态系统的健康发展。1.2标准体系演进在分区存储标准的演进过程中，INCITS（国际信息技术标准委员会）T13技术委员会率先启动了ZAC（Zoned-deviceATACommandSet）系列标准的研制工作，ZAC-1标准（INCITS482）于2015年首次发布，为分区设备在ATA接口下的命令交互奠定了初步基础。随后，随着SMR设备技术路线的演进和分区存储应用场景的拓展，ZAC-2标准适时启动研制，在ZAC-1的基础上引入了对写入指针管理、分区状态转换、混合分区支持等新特性的标准化定义。ISO/IECJTC1/SC25（信息技术互联分技术委员会）作为国际标准化组织与国际电工委员会的联合技术委员会下属机构，负责计算机及其互联设备接口标准的制定与维护工作。ZAC-2标准经ISO/IECJTC1/SC25的推动，于2025年正式发布为国际标准，编号为ISO/IEC17760-302:2025，标志着分区设备ATA命令集在全球化应用进程中迈出了关键性的一步。二、标准概述2.1标准基本信息ISO/IEC17760-302:2025《信息技术AT附件第302部分:分区设备ATA命令集-2-(ZAC-2)》由国际电工委员会（IEC）发布，标准分类号为“接口和互连设备”，发布日期为2025年10月29日。该标准属于ISO/IEC17760系列标准的重要组成部分，与其同系列标准共同构建了AT附件接口的完整标准化体系。2.2标准定位与适用范国ZAC-2标准定位于分区设备在ATA命令集层面的技术规范，适用于支持分区存储功能的ATA设备，包括但不限于采用叠瓦式磁记录（SMR）技术的硬盘驱动器。该标准为设备制造商、操作系统开发商、存储管理软件开发商及应用系统集成商提供了统一的技术参考，确保不同厂商的分区设备能够在命令层面实现互操作。2.3与ZAC-1的继承与发展ZAC-2标准在充分继承ZAC-1核心框架的基础上，实现了多方面的技术演进。在设备管理层面，ZAC-2优化了分区状态机模型，引入了更灵活的状态转换机制；在性能优化层面，ZAC-2增强了针对混合工作负载的调度支持，提高了设备在多用户场景下的服务质量保障能力；在错误处理层面，ZAC-2细化了异常场景下的行为定义，为主机端提供了更加准确的错误诊断信息。这些改进使得ZAC-2在功能完备性、可操作性和技术前瞻性方面均较前一版本有显著提升。三、标准技术内容分析3.1核心架构ZAC-2标准的架构设计遵循分层原则，将分区设备的命令交互体系划分为三个核心层次：物理层、命令层和管理层。物理层定义了设备的基本访问机制和电气特性；命令层规定了分区操作所涉及的具体命令格式、参数定义和执行语义；管理层则涵盖设备信息查询、分区属性配置和状态监控等高级管理功能。在命令层，ZAC-2定义了完整的命令集框架，包括设备信息类命令、分区管理类命令、数据读写类命令和维护诊断类命令四大类别。其中，分区管理类命令是ZAC-2的核心创新所在，涵盖了分区的打开、关闭、重置、完成等状态转换操作，以及分区起始LBA读取、分区报告等查询功能。ZAC-2对这些命令的格式、参数、返回值及错误条件进行了精确而完备的定义，确保不同实现之间的一致性。3.2关键技术特性ZAC-2标准引入了多项关键技术特性，显著提升了分区设备的标准化水平。第一，在写指针管理方面，ZAC-2明确了写指针的语义定义，规定了写指针的读取、设置和恢复机制，并要求设备在掉电或复位后能够通过描述符信息实现写指针的可靠恢复。第二，在分区访问优化方面，ZAC-2支持顺序写入的强制执行与随机读取的高效寻址，实现了存储密度与访问性能的平衡。第三，在混合分区支持方面，ZAC-2引入了常规分区与顺序写入分区的混合配置能力，允许设备在同一存储介质上同时支持传统随机写入和顺序写入两种访问模式，为不同类型的应用负载提供差异化的服务保障。3.3与其他相关标准的协同ZAC-2标准并非孤立存在，而是与一系列相关标准形成了协同互补的关系。在命令集层面，ZAC-2与ACS（ATA命令集）系列标准保持兼容，确保ZAC-2命令集能够嵌入常规ATA命令流中协同工作；在逻辑接口层面，ZAC-2与ZBC（分区块设备命令集）标准共同覆盖了SAS和PCIe接口下的分区设备规范，形成了跨接口类型的统一标准框架；在操作系统层面，ZAC-2与Linux内核的zbd（zonedblockdevice）接口规范及NVMe协会的ZNS（分区命名空间）规范相互呼应，为上层软件栈提供了统一的抽象模型。四、标准立项意义与产业影响4.1填补标准空白，推动技术创新在ZAC-2发布之前，虽然ZAC-1已经奠定了分区设备命令集的基础框架，但随着SMR技术从第二代向第三代演进，设备在写指针管理、分区资源分配、并发访问调度等方面面临新的技术挑战，亟需标准层面的更新与完善。ZAC-2的发布及时填补了这一标准空白，为新一代分区存储设备的研发提供了权威的技术依据。对于设备制造商而言，ZAC-2明确了产品的技术规范和测试要求，降低了产品研发的试错成本，使企业能够将更多资源投入核心技术的创新突破。对于系统集成商与最终用户而言，标准化的命令接口意味着更低的适配成本和更优的互操作体验，减少了因设备差异导致的管理复杂性。4.2促进产业生态，增强国际竞争力标准的生命力在于产业的广泛采纳与应用。ZAC-2标准的发布为分区存储产业链的各参与方提供了统一的技术语言和协作框架，有助于加速从设备制造、系统集成到应用开发的全链条生态成熟。特别是在全球存储产业竞争日趋激烈的背景下，ZAC-2的国际化标准身份为中国存储企业参与全球竞争提供了重要的规则支撑，有助于国内企业更好地融入国际产业链分工，提升在全球存储市场中的话语权与竞争力。4.3支撑数字经济基础设施建设五、主要起草单位介绍5.1西部数据公司（WesternDigitalCorporation）西部数据公司是全球领先的数据存储解决方案提供商，总部位于美国加利福尼亚州圣何塞，在全球范围内拥有超过6万名员工，业务遍及北美、欧洲、亚太等主要市场。作为全球硬盘驱动器市场的核心参与者，西部数据在叠瓦式磁记录（SMR）技术的研发与产业化方面处于行业领先地位，其Ultrastar系列SMR硬盘在企业级存储市场得到了广泛部署。在ZAC-2标准的研制过程中，西部数据作为ZAC系列标准起草工作的核心贡献单位，深度参与了标准的全流程研制工作。公司的技术专家团队在标准的需求分析、架构设计、命令定义和测试验证等关键环节发挥了核心作用，特别是在写指针管理机制、混合分区支持模型、设备日志与状态报告等关键技术领域提出了多项具有重要影响的提案。西部数据的工程团队与INCITST13技术委员会和ISO/IECJTC1/SC25的专家紧密协作，凭借其在SMR设备开发和部署中积累的丰富实践经验，为ZAC-2标准的技术完备性和产业适用性做出了重要贡献。此外，西部数据在ZAC-2的应用推广方面同样开展了大量工作，包括开发支持ZAC-2标准的设备固件、与主流操作系统和存储管理软件厂商开展兼容性验证，以及推动开放源代码社区对ZAC-2的支持等。这些工作有力地促进了ZAC-2标准从文本规范向产业实践的转化，为构建健康的分区存储生态系统发挥了建设性作用。六、标准实施与推广应用6.1实施路径与配套措施标准的有效实施需要完善的基础设施支撑和配套措施保障。ZAC-2标准的推广应用涉及设备制造商、系统软件开发商、存储解决方案集成商等多个层面，需要各方共同努力形成合力。6.2应用场景分析ZAC-2标准在多个应用场景中具有广阔的应用前景。在海量数据存储场景中，ZAC-2支持的大容量SMR设备为冷数据存储和归档应用提供了高性价比的解决方案。在云计算场景中，ZAC-2使云服务提供商能够在基础设施层实现更高效的存储资源管理和服务质量保障。在人工智能与大数据分析场景中，ZAC-2的顺序写入优化特性有助于提升数据写入吞吐量和整体处理效率。在视频监控与媒体存储场景中，ZAC-2支持的持续顺序写入模式与大容量存储的结合，为超高清视频数据的长周期保存提供了理想的存储方案。七、结论与展望ISO/IEC17760-302:2025《信息技术AT附件第302部分:分区设备ATA命令集-2-(ZAC-2)》作为分区存储领域的国际标准，汇聚了全球存储产业的技术智慧和实践经验，反映了当前分区存储技术发展的最新成果，为分区设备在ATA接口下的标准化交互提供了权威的技术依据。该标准的发布不仅填补了分区设备命令集国际标准的空白，更为SMR等新型存储技术的产业化推广扫清了标准化障碍，对于推动存储产业的技术创新和生态繁荣具有深远影响。参考文献[1]ISO/IEC17760-302:2025,Informationtechnology-ATAttachment-Part302:ZonedDeviceATACommandSet-2-(ZAC-2),2025.[2]INCITS48