На протяжении более 20 лет параллельный шинный интерфейс был самым распространенным протоколом обмена данных для большинства систем хранения цифровых данных. Но с ростом потребности в пропускной способности и гибкости систем стали очевидными недостатки двух самых распространенных технологий параллельного интерфейса: SCSI и ATA. Отсутствие совместимости между параллельными интерфейсами SCSI и ATA — разные разъемы, кабели и используемые наборы команд — повышает стоимость содержания систем, научных исследований и разработок, обучения и квалификации новых продуктов. На сегодняшний день параллельные технологии пока еще устраивают пользователей современных корпоративных систем с точки зрения производительности, но растущие потребности в более высоких скоростях, более высокой сохранности данных при передаче, уменьшении физических размеров, а также в более широкой стандартизации ставят под сомнение способность параллельного интерфейса без излишних затрат поспевать за быстро растущей производительностью ЦПУ и скоростью накопителей на жестких дисках. Кроме того, в условиях жесткой экономии, предприятиям становится все труднее изыскивать средства на разработку и содержание разнотипных разъемов задних панелей серверных корпусов и внешних дисковых массивов, проверку на совместимость разнородных интерфейсов и инвентаризацию разнородных соединений для выполнения операций «ввод/вывод». Использование параллельных интерфейсов также связано с рядом других проблем. Параллельная передача данных по широкому шлейфовому кабелю подвержена перекрестным наводкам, которые могут создавать дополнительные помехи и приводить к ошибкам сигнала — чтобы не угодить в эту ловушку, приходится снижать скорость сигнала или ограничивать длину кабеля, или делать и то, и другое. Терминация параллельных сигналов также связана с определенными трудностями — приходится завершать каждую линию в отдельности, обычно эту операцию выполняет последний накопитель, чтобы не допустить отражения сигнала в конце кабеля. Наконец, большие кабели и разъемы, применяемые в параллельных интерфейсах, делают эти технологии малопригодными для новых компактных вычислительных систем.
Представляем SAS и SATA
Последовательные технологии, такие как Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS), позволяют преодолеть архитектурные ограничения, присущие традиционным параллельным интерфейсам. Свое название эти новые технологии получили от способа передачи сигнала, когда вся информация передается последовательно (англ. serial), единым потоком, в отличие от множественных потоков, которые используются в параллельных технологиях. Главное преимущество последовательного интерфейса заключается в том, что, когда данные передаются единым потоком, они движутся гораздо быстрее, чем при использовании параллельного интерфейса. Последовательные технологии объединяют многие биты данных в пакеты и затем передают их по кабелю со скоростью, в 30 раз превышающей скорость параллельных интерфейсов. SATA расширяет возможности традиционной технологии ATA, обеспечивая передачу данных между дисковыми накопителями со скоростью 1,5 Гбайт в секунду и выше. Благодаря низкой стоимости в пересчете на гигабайт емкости диска SATA будет оставаться господствующим дисковым интерфейсом в настольных ПК, серверах начального уровня и сетевых системах хранения информации, где стоимость является одним из главных соображений. Технология SAS, преемница параллельного интерфейса SCSI, опирается на проверенную временем высокую функциональность своего предшественника и обещает значительно расширить возможности современных систем хранения данных масштаба предприятия. SAS обладает целым рядом преимуществ, не доступных традиционным решениям в области хранения данных. В частности, SAS позволяет подключать к одному порту до 16 256 устройств и обеспечивает надёжное последовательное соединение «точка-точка» со скоростью до 3 Гб/с. Кроме того, благодаря уменьшенному разъему SAS обеспечивает полное двухпортовое подключение как для 3,5-дюймовых, так и для 2,5-дюймовых дисковых накопителей (раньше эта функция была доступна только для 3,5-дюймовых дисковых накопителей с интерфейсом Fibre Channel). Это очень полезная функция в тех случаях, когда требуется разместить большое количество избыточных накопителей в компактной системе, например, в низкопрофильном блэйд-сервере. SAS улучшает адресацию и подключение накопителей благодаря аппаратным расширителям, которые позволяют подключить большое количество накопителей к одному или нескольким хост контроллерам. Каждый расширитель обеспечивает подключение до 128 физических устройств, каковыми могут являться другие хост контроллеры, другие SAS расширители или дисковые накопители. Подобная схема хорошо масштабируется и позволяет создавать топологии масштаба предприятия, с лёгкостью поддерживающие многоузловую кластеризацию для автоматического восстановления системы в случае сбоя и для равномерного распределения нагрузки. Одно из важнейших преимуществ новой последовательной технологии заключается в том, что интерфейс SAS будет также совместим с более экономичными накопителями SATA, что позволит проектировщикам систем использовать в одной системе накопители обоих типов, не тратя дополнительные средства на поддержку двух разных интерфейсов. Таким образом интерфейс SAS, представляя собой следующее поколение технологии SCSI, позволяет преодолеть существующие ограничения параллельных технологий в том, что касается производительности, масштабируемости и доступности данных.
Несколько уровней совместимости
Физическая совместимость Разъем SAS является универсальным и по форм-фактору совместим с SATA. Это позволяет напрямую подключать к системе SAS как накопители SAS, так и накопители SATA и таким образом использовать систему либо для жизненно важных приложений, требующих высокой производительности и оперативного доступа к данным, либо для более экономичных приложений с более низкой стоимостью в пересчете на гигабайт. Набор команд SATA является подмножеством набора команд SAS, что обеспечивает совместимость устройств SATA и контроллеров SAS. Однако SAS накопители не могут работать с контроллером SATA, поэтому они снабжены специальными ключами на разъёмах, чтобы исключить вероятность неверного подключения. Кроме того, сходные физические параметры интерфейсов SAS и SATA позволяют использовать новую универсальную заднюю панель SAS, которая обеспечивает подключение как накопителей SAS, так и накопителей SATA. В результате отпадает необходимость в использовании двух разных задних панелей для накопителей SCSI и ATA. Подобная конструктивная совместимость выгодна как производителям задних панелей, так и конечным пользователям, ведь при этом снижаются затраты на оборудование и проектирование. Совместимость на уровне протоколов Технология SAS включает в себя три типа протоколов, каждый из которых используется для передачи данных разных типов по последовательному интерфейсу в зависимости от того, к какому устройству осуществляется доступ. Первый — это последовательный SCSI протокол (Serial SCSI Protocol SSP), передающий команды SCSI, второй — управляющий протокол SCSI (SCSI Management Protocol SMP), передающий управляющую информацию на расширители. Третий — туннельный протокол SATA (SATA Tunneled Protocol STP), устанавливает соединение, которое позволяет передавать команды SATA. Благодаря использованию этих трех протоколов интерфейс SAS полностью совместим с уже существующими SCSI приложениями, управляющим ПО и устройствами SATA. Такая мультипротокольная архитектура, в сочетании с физической совместимостью разъемов SAS и SATA, делает технологию SAS универсальным связующим звеном между устройствами SAS и SATA. Выгоды совместимости Совместимость SAS и SATA дает целый ряд преимуществ проектировщикам систем, сборщикам и конечным пользователям. Проектировщики систем могут благодаря совместимости SAS и SATA использовать одни и те же задние панели, разъемы и кабельные соединения. Модернизация системы с переходом от SATA к SAS фактически сводится замене дисковых накопителей. Напротив, для пользователей традиционных параллельных интерфейсов переход от ATA к SCSI означает замену задних панелей, разъемов, кабелей и накопителей. К числу других экономичных преимуществ совместимости последовательных технологий следует отнести упрощенную процедуру сертификации и управление материальной частью. VAR реселлеры и сборщики систем получают возможность легко и быстро изменять конфигурацию заказных систем, просто устанавливая в систему соответствующий дисковый накопитель. Отпадает необходимость работать с несовместимыми технологиями и использовать специальные разъемы и разные кабельные соединения. Более того, дополнительная гибкость в том, что касается выбора оптимального соотношения цены и производительности, позволит VAR реселлерам и сборщикам систем лучше дифференцировать свои продукты. Для конечных пользователей совместимость SATA и SAS означает новый уровень гибкости в том, что касается выбора оптимального соотношения цены и производительности. Накопители SATA станут наилучшим решением для недорогих серверов и систем хранения данных, в то время как накопители SAS обеспечат максимальную производительность, надежность и совместимость с управляющим ПО. Возможность модернизации с переходом от накопителей SATA к накопителям SAS без необходимости приобретать для этого новую систему значительно упрощает процесс принятия решения о покупке, защищает инвестиции в систему и снижает общую стоимость владения.
Совместная разработка протоколов SAS и SATA
20 января 2003 года Ассоциация производителей SCSI Trade Association (STA) и Рабочая группа Serial ATA (SATA) II Working Group объявили о сотрудничестве в целях обеспечения совместимости технологии SAS с дисковыми накопителями SATA на системном уровне. Сотрудничество этих двух организаций, а также совместные усилия поставщиков систем хранения данных и комитетов по стандартам направлены на выработку еще более точных директив в области совместимости, что поможет проектировщикам систем, ИТ специалистам и конечным пользователям осуществлять еще более тонкую настройку своих систем с целью достижения оптимальной производительности и надёжности и снижения общей стоимости владения. В прошлый раз мы с вами рассмотрели все, что касается технологии SCSI в историческом контексте: кем она была изобретена, как развивалась, какие у нее есть разновидности и так далее. Закончили мы на том, что наиболее современным и актуальным стандартом является Serial Attached SCSI, он появился относительно недавно, но получил быстрое развитие. Первую реализацию «в кремнии» показала компания LSI в январе 2004 года, а в ноябре того же года SAS вошел в топ самых популярных запросов сайта storagesearch.com. Начнем с основ. Как же работают устройства на технологи SCSI? В стандарте SCSI все построено на концепции клиент/сервер. Клиент, называемый инициатором (англ. initiator), отправляет разные команды и дожидается их результатов. Чаще всего, разумеется, в роли клиента выступает SAS контроллер. Сегодня SAS контроллеры — это HBA и RAID-контроллеры, а также контроллеры СХД, стоящие внутри внешних систем хранения данных. Сервер называется целевым устройством (англ. target), его задача — принять запрос инициатора, обработать его и вернуть данные или подтверждение выполнения команды обратно. В роли целевого устройства может выступать и отдельный диск, и целый дисковый массив. В этом случае SAS HBA внутри дискового массива (так называемая внешняя система хранения данных), предназначенный для подключения к нему серверов, работает в режиме Target. Каждому целевому устройству (“таргету”) присваивается отдельный идентификатор SCSI Target ID. Для связи клиентов с сервером используется подсистема доставки данных (англ. Service Delivery Subsystem), в большинстве случаев, это хитрое название скрывает за собой просто кабели. Кабели бывают как для внешних подключений, так и для подключений внутри серверов. Кабели меняются от поколения к поколению SAS. На сегодня имеется три поколения SAS: — SAS-1 или 3Gbit SAS — SAS-2 или 6Gbit SAS — SAS-3 или 12 Gbit SAS – готовится к выходу в середине 2013 года
Дата-центр одной из российских Web 2.0-компаний Процессоры и память в таких серверах задействуются не сильно. Второе – в мире Web 2.0, информация хранится географически распределено, несколько копий на различных серверах. Хранится 2-3 копии информации. Иногда, если она запрашивается часто, хранят больше копий для балансировки нагрузки. Ну и третье, исходя из первого и второго, чем дешевле – тем лучше. В большинстве случаев все вышесказанное приводит к тому, что используются Nearline SAS или SATA диски высокой емкости. Как правило, Enterprise-уровня. Это значит, что такие диски предназначены для работы 24×7 и стоят значительно дороже своих собратьев, использующихся в настольных PC. Корпус обычно выбирают такой, куда можно вставить побольше дисков. Если это 3.5’’, то 12 дисков в 2U. 
Типичный 2U-сервер хранения данных Или 24 x 2.5’’ в 2U. Или другие варианты в 3U, 4U и.т.д. Теперь, имея корпус, количество дисков и их тип, мы должны выбрать тип подключения. Вообще-то выбор не очень большой. А сводится он к использованию экспандерного или безэкспандерного бэкплейна. Если мы используем экспандерный бекплейн, то контроллер SAS может быть 8-портовым. Если безэкспандерный – то количество портов контроллера SAS должно равняться или превышать количество дисков. Ну и последнее, выбор контроллера. Мы знаем количество портов, 8, 16, 24, например и выбираем контроллер исходя из этих условий. Контроллеры бывают 2х типов, RAID- и HBA. Отличаются они тем, что RAID-контроллеры поддерживают уровни RAID 5,6,50,60 и имеют достаточно большой объем памяти (512MB-2ГБ сегодня) для кэширования. У HBA памяти или cовсем нет, или ее очень мало. Кроме этого, HBA либо не умеют делать RAID вообще, либо умеют олько простые, не требующие большого объема вычислений уровни. RAID 0/1/1E/10 – типичный набор для HBA. Здесь нам нужен HBA, они стоят значительно дешевле, так защита данных нам не нужна совсем и мы стремимся к минимизации стоимости сервера.
16-портовый SAS HBA Пример второй, почтовый сервер Exchange. А также MDaemon, Notes и другие подобные сервера. Здесь все не так очевидно, как в первом примере. В зависимости от того, сколько пользователей должен обслуживать сервер, рекомендации будут различными. В любом случае, мы знаем что базу данных Exchange (так называемую БД Jet) лучше всего хранить на RAID 5/6 и она неплохо кэшируется с использованием SSD. В зависимости от количества пользователей определяем необходимые объемы хранения «сегодня» и «на вырост». Помним, что сервер живет 3-5 лет. Поэтому «на вырост» можно ограничить 5-летней перспективой. Потом будет дешевле полностью поменять сервер. В зависимости от объема дисков выберем корпус. С бэкплейном проще, рекомендуется использовать экспандеры, так как требования по цене не такие жесткие, как в предыдущем случае, и в общем случае, удорожание сервера на $50-$100, а иногда и больше, мы вполне переживем в угоду надежности и функциональности. Диски выберем SAS или NL-SAS/Enterprise SATA в зависимости от объемов. Далее, защита данных и кэширование. Выберем современный 4/8-портовый контроллер, поддерживающий RAID 5/6/50/60 и кэширование на SSD. Для LSI, это любой MegaRAID кроме 9240 с функцией кэширования CacheCade 2.0, или Nytro MegaRAID с SSD «на борту». Для Adaptec, это контроллеры, поддерживающие MAX IQ. Для кэширования в обоих случаях (кроме Nytro MegaRAID) нужно будет взять пару SSD на e-MLC-технологии Enterprise-класса. Такие есть у Intel, Seagate, Toshiba, и.т.д. Цены и компании – на выбор. Если вы не порч доплатить за бренд, то в линейках серверов IBM, Dell, HP, найдите подобные продукты и вперед! SSD- кэширующий RAID-контроллер Nytro MegaRAID Пример третий, внешняя система хранения данных своими руками. Итак, самое серьезное знание SAS, конечно же, требуется тем, кто производит системы хранения данных или хочет их сделать своими руками. Мы остановимся на достаточно простой СХД, программное обеспечение для которой производится компанией Open-E. Конечно же, можно делать СХД и на Windows Storage Server, и на Nexenta, и на AVRORAID, и на Open NAS, и на любом другом подходящем для этих целей софте. Я просто обозначил основные направления, а дальше вам помогут сайты производителей. Итак, если это внешняя система, то мы почти никогда не знаем, сколько же дисков потребуется конечному пользователю. Мы должны быть гибкими. Для этого есть так называемые JBOD – внешние полки для дисков. В их состав входит один или два экспандера, каждый из которых имеет вход (4-х портовый разъем SAS), выход на следующий экспандер, остальные порты разведены на разъемы, предназначенные для подключения дисков. Причем, в двухэкспандерных системах первый порт диска разведен на первый экспандер, второй порт – на второй экспандер. Это позволяет строить отказоустойчивые цепочки JBOD-ов. Головной сервер может иметь внутренние диски в своем составе, либо не иметь их совсем. В этом случае используются «внешние» контроллеры SAS. То есть контроллеры с портами «наружу». Выбор между SAS RAID-контроллером или SAS HBA зависит от управляющего ПО, которое вы выбираете. В случае Open-E, это RAID-контроллер. Можно позаботиться и об опции кэширования на SSD. Если ваша СХД будет иметь очень много дисков, то решение Daisy Chain (когда каждый последующий JBOD подключается к предыдущему, либо к головному серверу) в силу многих причин не подходит. В этом случае головной сервер либо оснащается несколькими контроллерами, либо используется устройство, которое называется SAS-коммутатор. Он позволяет подключать один или несколько серверов к одному или нескольким JBOD. Подробнее SAS-коммутаторы мы разберем в следующих статьях. Для внешних систем хранения данных настоятельно рекомендуется использовать диски только SAS (в том числе NearLine) в силу повышенных требований к отказоустойчивости. Дело в том, что протокол SAS имеет в своем составе гораздо больше функций, чем SATA. Например, контроль записываемых-считываемых данных на всем пути с помощью проверочных сумм (T.10 End-to-End protection). А путь, как мы уже знаем, бывает очень длинным. Многодисковый JBOD Напоследок, хочется поделиться некоторыми сведениями о текущей адаптации SAS мировыми производителями оборудования. SAS сегодня – это стандарт де-факто для серверных систем и профессиональных рабочих станций. Серверные системы подавляющего большинства как A- так и B- брендов имеют в составе контроллеры SAS, как HBA, так и RAID. В области внешних систем хранения данных, основные производители оборудования (HP, EMC, NetApp, IBM) уже несколько лет как перевели внутренние архитектуры своих систем на SAS. Таким образом, диски Fibre Channel стали за последние пару лет настоящей экзотикой. Fibre Channel продолжает жить и развиваться, в основном, как способ подключения серверов к системам хранения данных, хотя в области Low-End, Mid-Range и профессиональных систем, SAS отвоевывает все большую долю. На этом наш экскурс в мир истории и теории SCSI вообще и SAS в частности подошел к концу, и в следующий раз я расскажу вам более подробно о применении SAS в реальной жизни.
SAS Serial Attached SCSI основан на концепции SCSI. Исторически сложилось так, что протокол SCSI не так часто использовался в вычислениях. Он применяется в основном в серверных системах и в других областях, таких, как оптоволоконные соединения с системами хранения. SAS, в отличие от SSD, является не носителем данных, а интерфейсом соединения, отправляющим большие объемы информации с разными скоростями передачи. Диски SAS и SATA очень похожи, отличаются только разъемами. Поэтому нужно научится различать систему хранения (SSD или HDD) и интерфейсы подключения для этих систем перед тем, как подключить SAS-диск к SATA-разъему.
История развития протокола
Название SATA происходит от Serial Advanced Technology Attachment и является заменой старого PATA (Parallel ATA), известного как ATA или IDE. Компьютеры 80-х или более ранних моделей были укомплектованы дисками с SAS-разъемами с «полосами» из 40 контактов, которые позволяли подключать до двух устройств — одного главного и другого подчиненного. Регулировка осуществлялась крошечными перемычками.
Различие между этими двумя технологиями заключается в том, что способ перемещения битов на дисках SATA последовательный, а не параллельный, хотя протокол, используемый для передачи, одинаков в обоих случаях. Даже если «язык», на котором они говорят, одинаков, передача информации разная. В одном случае биты идут один за другим (серии), а в другом — группами по 16 (параллельно).
Помимо небольшой разницы между разъемами, отличие между этими двумя технологиями заключается в протоколе связи, поэтому диск SAS напрямую не присоединяется к контроллеру, что учитывают перед тем, как подключить SAS-диск к SATA-разъему. Одно из требований системы SAS заключается в том, что она может работать с подключенными дисками SATA, хотя при доступе к нему это приводит к снижению производительности.
Существует тип диска под названием SAS-NL или Nearline SAS, который имеет соединение SAS между диском и контроллером, но механическая часть — это диск SATA. Идея этих дисков состоит в том, чтобы обеспечить быстрый доступ с минимальной стоимостью, поскольку диски SAS обычно дороже, чем SATA.
Сравнение жестких дисков SAS и SATA, корпоративных и настольных ПК...Интерфейс Serial Attached SCSI
Интерфейс SAS — самый неизвестный для широкой публики, поскольку его использование было распространено исключительно в области корпоративных хранилищ и массовых серверов, несмотря на то, что его разработка похожа и очень близка к SATA.
Как и в случае с SATA, интерфейс SAS пришел на смену стандарту SCSI (Small Computer System Interface), присутствовавшему на большинстве серверов того времени и ставшему маломощным для огромного потока информации, необходимой для сетевых служб и увеличения количества присоединенных устройств. Появление интерфейса SAS позволило повысить скорость передачи информации и одновременно подключить большее количество периферийных элементов.
Интерфейс SAS в третьей версии имеет пропускную способность от 3 Гбит/с в первой версии SAS-1, до 6 Гбит/с в SAS-2, 12 Гбит/с в SAS-3 и 24 Гбит/с для его следующей версии SAS-4.
С более высокой скоростью передачи данных схема подключения SATA-диска в SAS-разъеме удваивает кэш дисков SATA с 64 МБ до 128 МБ. Таким образом буфер всегда готов к отправке информации, при этом иногда применяются гибридные системы кэширования, в которых, помимо традиционных микросхем кэш-памяти, также используется память NAND для ускорения отправки информации.
В блоках SAS данные являются наиболее важными, поэтому эти диски имеют более совершенные системы защиты от потери информации, что делает их безопасными и надежными. Разъемы SAS и SATA физически очень похожи, хотя есть некоторые различия между ними, и чтобы они не приводили к ошибкам при подключении, их надо учитывать перед тем, как подключить диск SATA в SAS.
Стандарты SCSI
SCSI (интерфейс малых компьютерных систем) — это интеллектуальная шина, управляемая микропроцессором, которая позволяет добавлять до 15 периферийных устройств к компьютеру. Это могут быть жесткие диски, сканеры, принтеры и другие периферийные устройства. Высокопроизводительные одиночные платы SCSI имеют два контроллера и поддерживают до 30 периферийных устройств на одной плате расширения. Преимущество SCSI в том, что можно подключить несколько элементов к хост-адаптеру, используя только 1 слот в шине.
SAS — это последний стандарт, пытающийся переключиться на последовательный интерфейс с параллельного. Все стандарты являются параллельными интерфейсами, то есть это несколько проводов и разъемов SAS рядом. Это означает, что SAS будет первым несовместимым стандартом SCSI, по крайней мере, когда речь пойдет о соединителе.
Интерфейс SAS: история, примеры организации храненияОн предназначен для использования лучших функций SCSI, Serial ATA и дисков Fibre Channel, имеет некоторую совместимость с SATA только в одном направлении. Контроллер SAS распознает диск SATA, но тот не распознает диск SAS. Скорости передачи начинаются с 3 Гбит/с, а стандарт требует увеличения до 10 Гбит/с.
Последовательное соединение устройств
Устройства SCSI соединены последовательно. Внешние имеют два порта, один — для входящего кабеля и другой — для исходящего к следующему элементу. Внутреннее устройство имеет порт, который подключается к ленточному проводу с несколькими разъемами дисков SAS. Некоторые карты SCSI более высокого класса могут иметь несколько внутренних портов.
SCSI имеет уникальный идентификационный номер. Обычно можно установить эти числа, нажимая поворотные переключатели на внешних устройствах или устанавливая внутреннюю перемычку. Идентификатор SCSI определяет их порядок, который варьируется от 7 до 0 и от 15 до 8. По умолчанию, хост-адаптер имеет самый высокий приоритет — 7. Нужно завершить работу устройства в конце цепи SCSI либо установив переключатель, либо вставив резисторный модуль в открытый порт.
Обычно хост-адаптеры по умолчанию прерываются. Если устройства подключены как внутри, так и снаружи, пользователь должен удалить завершение хост-адаптера и применить завершение к концам обеих цепей. Существуют адаптеры, позволяющие подключать периферийные устройства SCSI через параллельный порт. Скорость передачи данных через параллельный порт значительно ниже, чем у хост-адаптера SCSI, но он обеспечивает возможность подключения SCSI к ноутбукам.
Не все устройства могут работать на параллельном адаптере, некоторые имеют свои собственные адаптеры параллельного порта. В целом при использовании адаптера SCSI параллельный порт получит скорость передачи около 1 Мбит/с.
Windows 95, 98, NT, Me, 2000 и XP, а также большинство старых компьютеров Macintosh обеспечивают внутреннюю поддержку SCSI, а Windows 3.1 и DOS — нет. Новые компьютеры Macintosh поддерживают FireWire, а не SCSI для высокопроизводительных интерфейсов. Чтобы установить SCSI на компьютер под управлением Windows 3.1 или DOS, необходимо добавить соответствующий драйвер.
Идеальные дополнения к интерфейсам
Совместимость SCSI с SATA обеспечивает дополнительную гибкость корпоративного хранилища. Поскольку их диски могут совместно использовать общую объединительную панель и размещаться в одном корпусе, одна подсистема на основе SAS способна выполнять широкий спектр задач корпоративного хранения: от высокодоступного онлайн-хранилища до переноса данных с диска на диск, резервное копирование и хранение на близком расстоянии. Консолидация в меньшее количество более национализированных подсистем может сэкономить значительную сумму средств и минимизировать места размещения, что приведет к снижению затрат на обслуживание хранилища ИТ.
True System: Немного о SAS-экспандерахКроме того, развивающиеся организации могут приобретать кабели SAS, объединительные платы и корпуса для начального использования с дисками SATA будучи уверенными в том, что такое оборудование не устареет, когда их потребности в хранилище будут расширяться, а диски корпоративного класса востребованы. Диски SAS можно просто подключить к существующим подсистемам хранения.
Распиновка внутреннего разъема
Распиновка SAS-разъема проводится для правильной передачи данных. SAS заменяет старый Parallel SCSI и, как и его предшественник, использует стандартный набор команд SCSI. SAS предлагает опциональную совместимость с SATA версии 2 и выше. Это позволяет подключать диски SATA к большинству объединительных плат SAS или контроллеров. Обратное подключение их к соединительным платам SATA невозможно. Существует более шести различных вариантов физических разъемов. Распиновка внутреннего разъема SAS SFF-8482.
|
ПИН- код |
ПИН- код |
Описание |
|
S1 |
ЗЕМЛЯ |
Первичный сигнал |
|
S2 |
RP + |
Первичный сигнал |
|
S3 |
RP- |
Первичный сигнал |
|
S4 |
ЗЕМЛЯ |
Первичный сигнал |
|
S5 |
TP- |
Первичный сигнал |
|
S6 |
TP + |
Первичный сигнал |
|
S7 |
ЗЕМЛЯ |
Первичный сигнал |
|
S8 |
ЗЕМЛЯ |
Вторичный сигнал |
|
S9 |
RS + |
Вторичный сигнал |
|
S10 |
RS- |
Вторичный сигнал |
|
S11 |
ЗЕМЛЯ |
Вторичный сигнал |
|
S12 |
TS- |
Вторичный сигнал |
|
S13 |
TS + |
Вторичный сигнал |
|
S14 |
ЗЕМЛЯ |
Вторичный сигнал |
|
P1 |
+ 3.3V |
Системный интегратор (SI)
Проблемы, с которыми сталкиваются системные интеграторы (SI) при изучении того, как взаимодействовать с технологиями и компонентами для того, чтобы заставить все работать вместе, требуют опыта. PMC-Sierra поставила системного интегратора (SI) на место интервьюера. Системная розетка SAS совместима как с разъемом SAS HDD, так и с SATA HDD. Однако розетка SATA с печатной платой (PCB) не примет штекер SAS HDD.
Устройство включает несколько различных механических конфигураций, таких как:
- конфигурация блейдов с несколькими дисками на салазках;
- конфигурация стойки с несколькими дисками на объединительной плате.
Комитет по малому форм-фактору (SFF) в рамках рабочей группы по стандартам определил несколько разъемов дисков SAS для подключения к печатной плате.
Доступны следующие варианты: монтаж под прямым углом, вертикальный монтаж, монтаж на панели и кабель. Два различных внешних кабеля: 4-сигнальные и 2-сигнальные, были определены в Комитете SFF как основные. Сигнальный 4X и розетка для печатной платы указаны в SFF-8470. Сигнальный 2x и двухрядная розетка HSSDC2 указаны в SFF-8424.
Для SAS доступно несколько внутренних кабелей. Первый — это 1x SAS/SATA и разъем, указанные в SFF-8482. Вторым, доступным для внутренних подключений внутри блока, является четырехканальный, указанный разъем SAS в фото SFF-8484.
Диски SAS против SATA
Следует помнить, что и SATA, и SAS являются интерфейсами подключения, которые интегрированы в систему хранения, обычно — HDD. Однако простой факт включения одного из двух интерфейсов уже обуславливает характеристики и производительность этого блока.
Диски SATA более распространены и доступны. Если интерфейс SAS имеет большую полосу пропускания, через которую можно одновременно передавать большое количество данных, было бы расточительным не использовать его с системами хранения, способными работать с более высокой скоростью.
Одно из основных различий между жесткими дисками, использующими интерфейс SAS и SATA, заключается в том, что в случае SATA они вращаются со скоростью от 5400 до 7200 об/мин на дисках, которые они используют. Интерфейс SAS делает это на скоростях от 10000 до 15000 об/мин, что значительно улучшает конечную производительность.
Еще одно основное отличие, которое наблюдается между блоками SAS и SATA, заключается в высоком соотношении цены за гигабайт емкости. Диск SAS с 15 000 об/мин и 900 ГБ может стоить около 420 евро (0,466 евро/ГБ), в то время, как диск SATA с 7200 об/мин и 1 ТБ (1024 ГБ) — около 45 евро (0,044 €/ГБ).
Не принимая во внимание огромную разницу в цене, обе системы очень равномерны с точки зрения возможностей. Технология хранения данных, используемая для обоих интерфейсов, построена на одной базе и позволяет находить диски объемом до 12 ТБ с интерфейсом SATA или SAS.
SATA и SAS используют полнодуплексные коммутируемые последовательные соединения «точка-точка». Нет необходимости вручную назначать идентификаторы устройств или разрывать соединения как в случае решения Parallel SCSI. И SATA, и SAS обеспечивают скоростное подключение устройства, хотя следует соблюдать осторожность, чтобы избежать статического разряда.
Кабели данных и питания SATA могут устанавливаться независимо или в виде соединительного разъема. Эта последняя конфигурация приводит к путанице с разъемом SAS, который выглядит аналогично соединенному у SATA.
Карты расширения Mini-SAS, поддерживающие 4 или 8 портов, становятся довольно популярными для реализаций RAID (случайный массив независимых дисков), которые обеспечивают как более высокую производительность ввода-вывода, так и избыточность компонентов.
Маркировка кабеля
Следующая таблица содержит информацию о маркировке кабеля, предназначенной для соответствия правильному порту компонента, к которому должен быть подключен конец кабеля.
|
Имя |
Схема подключения |
|
Кабель SAS 6x AA |
Верхние разъемы на трехпортовом адаптере SAS |
|
Кабель SAS 6x AT |
Адаптер PCIe SAS в отсеке ввода/вывода 12x PCIe для внутренних слотов для дисков SAS |
|
SAS 6x YO кабель |
Адаптер SAS |
|
Кабель SAS 6x X |
Два адаптера SAS для блока расширения дисков в конфигурации RAID |
|
Кабель SAS 4x AE |
Адаптер SAS для блока расширения носителя или два адаптера SAS для блока расширения диска в уникальной конфигурации JBOD |
|
SAS 4x AI кабель |
Адаптер SAS для внутренних слотов дисков SAS для порта SAS внешней системы в вашей системе |
|
Кабель SAS 4x AT |
Адаптер PCIe SAS в отсеке ввода/вывода 12x PCIe для внутренних слотов для дисков SAS |
|
Кабель SAS 4x EE |
Один блок расширения диска для другого в каскадной конфигурации |
|
Кабель САС АА |
Верхние разъемы на трехпортовом адаптере SAS |
|
Кабель SAS |
Адаптер SAS |
|
SAS Cable X |
Два адаптера SAS для блока расширения дисков в конфигурации RAID |
|
Кабель SAS YI |
Порт SAS внешней системы для блока расширения диска |
Портфель продуктов Mini-SAS HD
Amphenol предлагает mini SAS разъем HD с оптическими кабелями для протоколов SAS 2.1 (6G) и SAS 3.0 (12G). Он оснащен спиральным оптическим кабелем диаметром 2,9 мм, обеспечивающим простую прокладку его в любом направлении, а также выходами, в которых можно разместить либо прямой оптоволоконный выход на задней стороне разъема, либо прямоугольный выход. Длина его от 5 до 100 метров.
Характеристики:
- Внутренние и внешние разъемы платы на основе IMLA обеспечивают соответствие электрическим характеристикам SAS 2.1 и предложенным 3.0.
- Соединители 1X1, 1X2 и 1X4 обеспечивают гибкость проектирования семейства продуктов.
- Все разъемы mini SAS HD и конфигурации платы полностью соответствуют требованиям 6G и 12G, что позволяет использовать одинаковые номера деталей при увеличении скорости системы с 6G до 12G.
- Металлические клетки на внешнем разъеме и кабели обеспечивают 360EMI.
- Одноступенчатый разъем типа «иголка» и «клетка» обеспечивают постоянное нанесение на печатную плату.
- Внешние и внутренние кабельные сборки предлагаются в конфигурациях 4x и 8x с полным соответствием карте памяти EEPROM.
- Внешнее ослабление натяжения кабеля приводит к осевому усилию.
- Конструкция кабельной защелки уменьшает усилие вставки кабеля и проблем с сопряжением.
- Гибридные внешние кабели от Mini-SAS HD до Mini-SAS обеспечивают обратную совместимость с устаревшим системным оборудованием.
Mini-SAS Amphenol ICC, система соединителей высокой плотности, относится к SAS следующего поколения. Она обеспечивает более высокие скорости передачи данных и большую пропускную способность.
Система коннекторов Mini-SAS Amphenol ICC обеспечивает удвоенную плотность портов текущих коннекторов Mini-SAS с опциями портов 1 x 1 (4x), 1 x 2 (8x) и 1 x 4 (16x). Система разъемов Mini-SAS HD имеет двухрядный прямоугольный разъем со скоростью передачи данных 12 Гбит/с на канал. Каждый порт обрабатывает 4 полосы данных со скоростью до 48 Гбит/с общей пропускной способностью.
Особенности и преимущества.
- Соответствие SFF-8643.
- Соответствует электрическим характеристикам SAS 3.0 (12 Гбит/с).
- Система разъемов с шагом 0,75 мм.
- Улучшенная целостность сигнала и минимизация перекрестных помех.
- Устраняет необходимость в механическом ключе.
- Распиновка карты выполняется легко с существующим продуктом Mini-SAS.
- Конструкция запрессованного штифта обеспечивает одношаговое размещение на печатной плате.
Недостатки общего интерфейса
Известны случаи, когда перенос данных из SAS в SATA был полезен. Например, использование дисков SAS для массового хранения информации с низкой доступностью является расточительным распределением ресурсов, а объединительные платы SAS позволят ИТ-менеджерам беспрепятственно заменить недорогие диски SATA для таких приложений хранения данных. Это представляет собой разумное и экономически эффективное пользование в корпоративной среде.
Однако под постоянным давлением урезания ИТ-бюджетов и энтузиазма по поводу очевидного преимущества SATA в соотношении цена/производительность, некоторые ИТ-менеджеры начали развертывать диски SATA для целей предприятий, для которых они совершенно не подходят. Любая экономия, достигнутая путем выбора SATA вместо SAS, может быть быстро стерта за счет потери информации, времени простоя и снижения производительности. Диски SATA выходят из строя в жестких условиях, для которых SAS специально разработаны.
Пользователи не должны заблуждаться, хотя последовательные интерфейсы делают их похожими. Диски SAS и SATA сильно отличаются. Приводы SAS разработаны для работы в тяжелых условиях, и каждый компонент — приводной двигатель, шпиндель, привод, магнитные записывающие головки, управляющие и серво-процессоры, встроенное программное обеспечение — специально рассчитаны и изготовлены для стресс-использования.
Диски SATA являются впечатляющим примером умного проектирования для достижения большой емкости при низких затратах, но они не способны соответствовать стандартам производительности и надежности, предъявляемым в приложениях хранения данных с высокой нагрузкой.
Корпоративное хранилище данных вступило в новую эру, целевые решения теперь доступны для удовлетворения самых разнообразных потребностей: от самых строгих приложений с высокой доступностью до чувствительных к стоимости хранилищ больших объемов.
Выбор «лучшего» запоминающего устройства — это просто вопрос определения потребностей и оценка возможностей каждого потенциального решения. Serial Attached SCSI и Serial SATA имеют свое место в континууме корпоративного хранилища.
Используемые источники:
- https://www.ixbt.com/storage/sas-sata.shtml
- https://habr.com/post/175313/
- https://fb.ru/article/465503/sas-razyem-tipyi-osobennosti-i-foto
Загрузка...
Разъемы на жестких дисках для компьютера: какие есть сейчас и какие бывают?
Первое знакомство с Power eSATA
Типоразмер mSATA SDD: что это, особенности работы
Интерфейсы подключения жестких дисков: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA