hard disk-uri Sas. Comparație între interfețele SCSI, SAS și SATA. Rezistență la impact atunci când nu este utilizat
Există multe mituri în domeniul IT. „Puteți să vă dezabonați de la spam”, „Două antivirusuri sunt mai bune decât unul”, „Unitățile de hard disk ale serverului ar trebui să fie doar marcate.” Atunci când înlocuiți și extindeți flota feroviară, trebuie să țineți cont de multe nuanțe și subtilități, iar acest lucru nu este lipsit de prejudecățile dvs. Ce tipuri de hard disk există pentru servere, cum diferă, la ce trebuie să acordați atenție și dacă ar trebui să aibă sigla producătorului serverului - citiți despre aceasta sub tăietură.
Dacă un disc este instalat pe un server, acesta trebuie să îndeplinească cerințe stricte pentru:
- Fiabilitate. Pierderea de date irecuperabilă poate duce la pierderi de milioane de dolari și daune reputației.
- Productivitate. Serverele sunt proiectate a priori pentru a procesa numeroase cereri.
- Timp de raspuns. Utilizatorii nu trebuie să aștepte ca discul serverului să se trezească și să-și proceseze cererile.
Există patru categorii principale (nu luăm în considerare SSD, SAS SSD, PCI-e SSD) hard disk-uri:
- SATA (SATA obișnuit, „casnic”) - viteza axului 5400 și 7200 rpm.
- SATA RAID Edition (SATA RE) - viteza axului 7200 rpm, suport pentru comenzile controlerului RAID.
- SAS Near Line (SAS NL) - viteza axului 7200 rpm.
- SAS Enterprise - viteza axului 10.000 sau 15.000 rpm.
SATA sau SAS?
Inițial, interfața SAS avea o lățime de bandă mai mare decât SATA. Dar progresul nu stă pe loc, iar a treia generație de SATA III are un throughput maxim de 6 Gbit/s, la fel ca a doua generație de SAS. Cu toate acestea, pe piață sunt deja disponibile servere cu un controler SAS de a treia generație, cu un debit de până la 12 Gbit/s.
Pentru conexiuni SAS-serverul de disc trebuie să fie echipat cu un controler corespunzător. Acest lucru asigură compatibilitate inversă interfețe: puteți conecta unități SATA la un controler SAS, dar invers - nu.
Concluzie
Atunci când alegeți hard disk-uri, trebuie să luați în considerare mai întâi sarcinile pe care serverul le va îndeplini:- Dacă nu aveți nevoie de viteză mare de acces și fiabilitatea stocării datelor, iar numărul de discuri nu va depăși patru, atunci vă recomandăm să instalați discuri SATA RAID Edition. Aceasta este o opțiune pentru serverele low-cost nivel de intrare deservirea unui număr mic de utilizatori.
- Dacă serverul va servi baze de date sau numărul de discuri din matrice va fi de 5 sau mai mult, atunci este mai bine să alegeți SAS NL. Cel mai adesea, astfel de discuri sunt instalate pe servere care operează în companii mijlocii: pentru sisteme de contabilitate, CMS, depozite corporative etc.
- Și dacă aveți nevoie de performanță maximă și/sau fiabilitatea stocării datelor, de exemplu, atunci când procesați tranzacții financiare, atunci alegerea dvs. este Unități SAS Afacere. Acestea sunt medii pentru servere foarte încărcate care deservesc un număr mare de utilizatori, precum și pentru sistemele care lucrează cu cele mai importante date.
Etichete: Adăugați etichete
De mai bine de 20 de ani, interfața magistrală paralelă a fost cel mai comun protocol de comunicare pentru majoritatea sistemelor de stocare digitală. Dar, pe măsură ce nevoia de debit și flexibilitate a sistemului a crescut, deficiențele celor mai comune două tehnologii de interfață paralelă au devenit evidente: SCSI și ATA. Lipsa compatibilității între interfețele SCSI și ATA paralele — conectori, cabluri și seturi de comandă diferiți utilizate — crește costurile de întreținere a sistemului, cercetare și dezvoltare, instruire și calificare a noilor produse.
Astăzi, tehnologiile paralele încă se potrivesc utilizatorilor modern sisteme corporativeîn ceea ce privește productivitatea, dar nevoile crescânde de mai mult viteze mari, o mai mare integritate a datelor în timpul transmisiei, dimensiuni fizice mai mici și o standardizare sporită provoacă capacitatea unei interfețe paralele de a ține pasul cu creșterea rapidă a performanței procesorului și a vitezei hard diskului. În plus, în vremuri de austeritate, întreprinderilor devine din ce în ce mai dificil să găsească fonduri pentru dezvoltarea și întreținerea conectorilor eterogene de pe panourile din spate ale carcaselor de server și ale matricelor de discuri externe, testarea compatibilității interfețelor eterogene și inventarul conexiunilor eterogene pentru efectuarea de operațiuni I/O.
Utilizarea interfețelor paralele pune, de asemenea, o serie de alte probleme. Transmisia de date în paralel printr-un lanț larg este supusă diafoniei, care poate crea interferențe suplimentare și poate duce la erori de semnal - pentru a evita această capcană, trebuie să reduceți viteza semnalului sau să limitați lungimea cablului sau să faceți ambele. Terminarea semnalelor paralele este, de asemenea, asociată cu anumite dificultăți - trebuie să terminați fiecare linie separat, de obicei această operație este efectuată de ultima unitate, pentru a preveni reflectarea semnalului la capătul cablului. În cele din urmă, cablurile și conectorii mari utilizați în interfețele paralele fac ca aceste tehnologii să nu fie adecvate pentru noile sisteme de calcul compacte.
Vă prezentăm SAS și SATA
Tehnologiile seriale precum Serial ATA (SATA) și Serial Attached SCSI (SAS) depășesc limitările arhitecturale ale interfețelor paralele tradiționale. Aceste noi tehnologii și-au primit numele de la metoda de transmitere a semnalului, când toate informațiile sunt transmise secvenţial (serial englezesc), într-un singur flux, spre deosebire de fluxurile multiple care sunt utilizate în tehnologiile paralele. Principalul avantaj al unei interfețe seriale este că atunci când datele sunt transferate într-un singur flux, se mișcă mult mai rapid decât atunci când se utilizează o interfață paralelă.Tehnologiile seriale combină mulți biți de date în pachete și apoi le transmit printr-un cablu la viteze de până la 30 de ori mai rapide decât interfețele paralele.
SATA extinde capacitățile tehnologiei tradiționale ATA, permițând transferul de date între unități de disc la viteze de 1,5 GB pe secundă și mai mari. Datorită costului scăzut pe gigabyte de capacitate unitate SATA va rămâne interfața de disc dominantă în PC-urile desktop, serverele entry-level și sisteme de rețea stocarea informațiilor în cazul în care costul este o considerație majoră.
Tehnologia SAS, succesorul interfeței SCSI paralele, se bazează pe funcționalitatea ridicată dovedită a predecesorului său și promite să extindă semnificativ capacitățile sisteme moderne stocarea datelor la scară întreprindere. SAS oferă o serie de avantaje pe care soluțiile tradiționale de stocare nu le oferă. În special, SAS vă permite să conectați până la 16.256 de dispozitive la un singur port și oferă fiabil conexiune serială„punct la punct” cu viteze de până la 3 Gb/s.
În plus, cu un conector mai mic, SAS oferă conectivitate completă cu două porturi atât pentru unitățile de 3,5" cât și pentru unitățile de 2,5" (disponibil anterior doar pentru unitățile Fibre Channel de 3,5"). Aceasta este foarte caracteristică utilăîn cazurile în care este necesar să plasați un număr mare de unități redundante sistem compact, de exemplu, într-un server blade cu profil redus.
SAS îmbunătățește adresarea și conectivitatea unităților cu extensii hardware care permit conectarea unui număr mare de unități la unul sau mai multe controlere gazdă. Fiecare expander oferă conexiune la până la 128 de dispozitive fizice, care pot fi alte controlere gazdă, alte expandoare SAS sau unități de disc. Această schemă se scalează bine și vă permite să creați topologii la scară întreprindere care acceptă cu ușurință clusteringul cu mai multe noduri pentru recuperare automată sistemelor în caz de defecțiune și pentru a distribui uniform sarcina.
Unul dintre cele mai mari beneficii ale noii tehnologii seriale este că interfața SAS va fi compatibilă și cu unitățile SATA mai rentabile, permițând proiectanților de sisteme să folosească ambele tipuri de unități în același sistem fără costul suplimentar de a suporta două. interfețe diferite. Astfel, interfața SAS, reprezentând următoarea generație de tehnologie SCSI, vă permite să depășiți restricțiile existente tehnologii paralele în ceea ce privește performanța, scalabilitatea și disponibilitatea datelor.
Mai multe niveluri de compatibilitate
Compatibilitate fizicăConectorul SAS este universal și este compatibil cu factorul de formă SATA. Acest lucru permite atât unităților SAS, cât și SATA să fie conectate direct la sistemul SAS și, astfel, să fie utilizate fie pentru aplicații critice, care necesită performanță ridicată și acces operațional la date sau pentru aplicații mai rentabile, cu un cost mai mic pe gigaoctet.
Setul de comenzi SATA este un subset al setului de comenzi SAS, permițând compatibilitatea între dispozitivele SATA și controlerele SAS. Cu toate acestea, unitățile SAS nu pot funcționa cu un controler SATA, așa că sunt echipate cu chei speciale pe conectori pentru a elimina posibilitatea unei conexiuni incorecte.
În plus, fizica similară a interfețelor SAS și SATA permite un nou backplane universal SAS care acceptă atât unitățile SAS, cât și SATA. Ca rezultat, nu este nevoie să folosiți două backplane diferite pentru unitățile SCSI și ATA. Această compatibilitate a designului aduce beneficii atât producătorilor de panouri din spate, cât și utilizatorilor finali prin reducerea costurilor hardware și de inginerie.
Compatibilitate protocol
Tehnologia SAS include trei tipuri de protocoale, fiecare dintre ele fiind folosit pentru transferul de date tipuri diferite prin interfața serială, în funcție de dispozitivul care este accesat. Primul este protocolul serial SCSI (Serial SCSI Protocol SSP), care transmite comenzi SCSI, al doilea este protocolul de gestionare SCSI (SCSI Management Protocol SMP), care transmite informații de control către expansoare. Al treilea, SATA Tunneled Protocol STP, stabilește o conexiune care permite transmiterea comenzilor SATA. Datorită utilizării acestor trei protocoale, interfața SAS este pe deplin compatibilă cu aplicațiile SCSI existente, software-ul de control și dispozitivele SATA.
Această arhitectură multi-protocol, combinată cu compatibilitatea fizică a conectorilor SAS și SATA, face tehnologia SAS universală legăturăîntre dispozitivele SAS și SATA.
Beneficiile compatibilităţii
Compatibilitatea SAS și SATA oferă o serie de beneficii proiectanților de sisteme, constructorilor și utilizatorilor finali.
Proiectanții de sistem pot folosi aceleași backplane, conectori și conexiuni prin cablu. Actualizarea unui sistem cu tranziția de la SATA la SAS se reduce de fapt la înlocuirea unităților de disc. În schimb, pentru utilizatorii de interfețe paralele tradiționale, trecerea de la ATA la SCSI înseamnă înlocuirea backplane-urilor, conectorilor, cablurilor și unităților. Alte beneficii rentabile ale interoperabilității tehnologice consecvente includ certificarea simplificată și managementul activelor.
Revânzătorii VAR și constructorii de sisteme pot reconfigura cu ușurință și rapid sistemele personalizate prin simpla instalare a unității de disc corespunzătoare în sistem. Nu este nevoie să lucrați cu tehnologii incompatibile și să folosiți conectori speciali și diferite conexiuni prin cablu. Mai mult, flexibilitatea suplimentară de a echilibra prețul și performanța va permite revânzătorilor VAR și constructorilor de sisteme să își diferențieze mai bine produsele.
Pentru utilizatorii finali, compatibilitatea SATA și SAS înseamnă un nou nivel de flexibilitate atunci când vine vorba de alegerea celui mai bun raport preț/performanță. Unități SATA va deveni cea mai bună soluție pentru servere și sisteme de stocare cu costuri reduse, în timp ce unitățile SAS vor oferi performanță maximă, fiabilitate și compatibilitate cu software-ul de control. Actualizabil de la unități SATA la unități SAS fără a fi nevoie să achiziționați nimic pentru a face acest lucru sistem nou simplifică semnificativ procesul de decizie de cumpărare, protejează investițiile în sistem și reduce costul total de proprietate.
Dezvoltarea în comun a protocoalelor SAS și SATA
20 ianuarie 2003 SCSI Trade Association (STA) și Grup de lucru Grupul de lucru Serial ATA (SATA) II a anunțat o colaborare pentru a asigura compatibilitatea la nivel de sistem a tehnologiei SAS cu unitățile de disc SATA.Colaborarea dintre cele două organizații, precum și eforturile comune ale furnizorilor de stocare și ale comitetelor de standarde, urmăresc să ofere linii directoare de interoperabilitate și mai precise, care să ajute proiectanții de sisteme, profesioniștii IT și utilizatorii finali să implementeze și mai mult. reglaj fin sistemelor lor pentru a obține performanță și fiabilitate optime și pentru a reduce costul total de proprietate.
Specificația SATA 1.0 a fost aprobată în 2001, iar astăzi există pe piață produse SATA de la diverși producători. Specificația SAS 1.0 a fost aprobată la începutul anului 2003, iar primele produse ar trebui să apară pe piață în prima jumătate a anului 2004.
De ce SAS?
Interfața Serial Attached SCSI nu este doar o implementare în serie a protocolului SCSI. Face mult mai mult decât pur și simplu port caracteristici SCSI, cum ar fi Tagged Command Queuing (TCQ) printr-un conector nou. Dacă am dori cea mai mare simplitate, atunci am folosi interfața Serial ATA (SATA), care este o simplă conexiune punct la punct între gazdă și un dispozitiv final, cum ar fi un hard disk.
Dar SAS se bazează pe un model de obiecte care definește un „domeniu SAS” - un sistem de livrare a datelor care poate include extensii opționale și dispozitive finale SAS, cum ar fi hard disk-uri și adaptoare de magistrală gazdă (HBA), dispozitivele SAS pot avea mai multe porturi , fiecare dintre ele poate folosi mai multe conexiuni fizice pentru a oferi conexiuni SAS mai rapide (mai largi). În plus, mai mulți inițiatori pot accesa orice țintă dată, iar lungimea cablului poate fi de până la opt metri (pentru prima generație de SAS) față de un metru pentru SATA. De înțeles, acest lucru oferă multe oportunități pentru crearea de soluții de stocare de înaltă performanță sau redundante. În plus, SAS acceptă SATA Tunneling Protocol (STP), care vă permite să conectați dispozitive SATA la controlerul SAS.
Standardul SAS de a doua generație mărește viteza de conectare de la 3 la 6 Gbps. Această creștere a vitezei este foarte importantă pentru mediile complexe în care este necesară o performanță ridicată datorită stocării de mare viteză. O versiune nouă SAS este, de asemenea, proiectat pentru a reduce complexitatea cablajului, precum și numărul de conexiuni pe Gbps de lățime de bandă prin creșterea lungimii posibile a cablurilor și îmbunătățirea performanței expanderului (zonare și descoperire automată). Despre aceste modificări vom vorbi în detaliu mai jos.
Creșteți viteza SAS la 6 Gbps
Pentru a aduce beneficiile SAS unui public mai larg, SCSI Trade Association (SCSI TA) a prezentat o prezentare a tehnologiei SAS la Conferința Mondială Storage Networking la începutul acestui an din Orlando, Florida, SUA. Așa-numitul SAS Plugfest, unde au fost demonstrate funcționarea, compatibilitatea și funcțiile SAS de 6 Gbps, a avut loc chiar mai devreme în noiembrie 2008. LSI și Seagate au fost primii de pe piață care au introdus hardware compatibil cu SAS de 6 Gbps, dar alți producători ar trebui să ajungă din urmă în curând. În articolul nostru ne vom uita la starea actuală a tehnologiilor SAS și a unor dispozitive noi.
Caracteristici și elemente de bază SAS
Fundamentele SAS
Spre deosebire de SATA, interfața SAS funcționează pe bază full duplex, oferind lățime de bandă completă în ambele direcții. După cum am menționat mai devreme, conexiunile SAS sunt întotdeauna stabilite prin conexiuni fizice folosind adrese unice ale dispozitivelor. În schimb, SATA poate adresa doar numere de porturi.
Fiecare adresă SAS poate conține mai multe interfețe nivel fizic(PHY), permițând o conectivitate mai mare prin InfiniBand (SFF-8470) sau cabluri mini-SAS (SFF-8087 și -8088). De obicei, patru interfețe SAS cu câte un PHY fiecare sunt combinate într-o interfață SAS largă, care este deja conectată la dispozitivul SAS. Comunicarea se poate face și prin expandoare, care acționează mai mult ca comutatoare decât dispozitive SAS.
Funcții precum zonarea permit acum administratorilor să se lege dispozitive specifice SAS către inițiatori. Aici va fi utilă debitul crescut de SAS de 6 Gbps, deoarece o conexiune quad-link va avea acum dublul lățimii de bandă de mare viteză. În cele din urmă, dispozitivele SAS pot avea chiar mai multe adrese SAS. Deoarece unitățile SAS pot folosi două porturi, cu câte un PHY pe fiecare, unitatea poate avea două adrese SAS.
Conexiuni și interfețe
 |
Click pe poza pentru marire.
Adresarea conexiunilor SAS are loc prin porturile SAS folosind SSP (Serial SCSI Protocol), dar comunicarea la nivelul inferior de la PHY la PHY se face folosind una sau mai multe conexiuni fizice din motive de lățime de bandă crescută. SAS folosește codificarea pe 8/10 biți pentru a converti 8 biți de date în transmisii de 10 caractere în scopul recuperării temporizării, echilibrului DC și detectării erorilor. Ca rezultat, obținem un debit efectiv de 300 MB/s pentru modul de transfer de 3 Gb/s și 600 MB/s pentru conexiuni de 6 Gb/s. tehnologii Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire și altele operează pe o schemă de codificare similară.
Interfețele de alimentare și de date ale SAS și SATA sunt foarte asemănătoare între ele. Dar dacă SAS are interfețe de date și de alimentare combinate într-o singură interfață fizică (SFF-8482 pe partea dispozitivului), atunci SATA necesită două cabluri separate. Distanța dintre pinii de alimentare și de date (vezi ilustrația de mai sus) în cazul SAS este închisă, ceea ce nu permite conectarea unui dispozitiv SAS la un controler SATA.
Pe de altă parte, dispozitivele SATA pot funcționa bine pe o infrastructură SAS datorită STP sau în modul nativ dacă nu sunt utilizate expandoare. STP adaugă latență suplimentară expansoarelor, deoarece acestea trebuie să stabilească o conexiune, care este mai lentă decât o conexiune SATA directă. Cu toate acestea, întârzierile sunt încă foarte mici.
Domenii, expansoare
Domeniile SAS pot fi reprezentate ca structuri de arbore ca rețele complexe Ethernet. Cu ajutorul expansoarelor SAS pot lucra o cantitate mare Dispozitivele SAS, dar folosesc comutarea circuitelor mai degrabă decât comutarea mai comună de pachete. Unele expansoare conțin dispozitive SAS, altele nu.
SAS 1.1 recunoaște expansoare de margine, care permit unui inițiator SAS să comunice cu până la 128 adrese suplimentare SAS. Într-un domeniu SAS 1.1, puteți utiliza doar două expansoare de margine. Cu toate acestea, un expander fanout poate conecta până la 128 de expansoare de margine, ceea ce mărește semnificativ capacitățile de infrastructură ale soluției dumneavoastră SAS.
 |
Click pe poza pentru marire.
În comparație cu SATA, interfața SAS poate părea complexă: diferiți inițiatori accesează dispozitivele țintă prin expandoare, ceea ce implică stabilirea rutelor adecvate. SAS 2.0 simplifică și îmbunătățește rutarea.
Rețineți că SAS nu permite bucle sau căi multiple. Toate conexiunile trebuie să fie punct-la-punct și exclusive, dar arhitectura conexiunii în sine este foarte scalabilă.
Noi caracteristici SAS 2.0: Expanders, Performanță
| SAS 1.0/1.1 | ||
| Funcţie | Păstrează suportul SCSI vechi Compatibil SATA |
Compatibil cu 3 Gbps Viteză îmbunătățită și transmisie a semnalului Managementul zonei Scalabilitate îmbunătățită |
| Funcții de stocare | RAID 6 Factor de formă mic HPC Unități SAS de mare capacitate Înlocuire Ultra320 SCSI Alegere: SATA sau SAS Servere blade |
RAS (securitatea datelor) Siguranță (FDE) Suport pentru clustere Suport pentru topologii mai mari SSD Virtualizare Stocare externă Dimensiunea sectorului 4K |
| Viteza de transfer de date și lățimea de bandă a cablului | 4 x 3 Gbit/s (1,2 GB/s) | 4 x 6 Gbit/s (2,4 GB/s) |
| Tip cablu | Cupru | Cupru |
| Lungimea cablului | 8 m | 10 m |
Zone de expansiune și configurare automată
Expansoarele de margine și fanout sunt aproape un lucru de istorie. Acest lucru este adesea atribuit actualizărilor din SAS 2.0, dar motivul constă de fapt în zonele SAS introduse în 2.0, care elimină separarea dintre expansoare de margine și extensie. Desigur, zonele sunt de obicei implementate special pentru fiecare producător, și nu ca un singur standard industrial.
De fapt, acum mai multe zone pot fi localizate pe o singură infrastructură de livrare a informațiilor. Aceasta înseamnă că țintele de stocare (unitățile) pot fi accesate de diferiți inițiatori prin același expander SAS. Segmentarea domeniilor se face prin zone iar accesul este exclusiv.
În modern sisteme informatice pentru a conecta rețeaua principală hard disk-uri Sunt utilizate interfețele SATA și SAS. De regulă, prima opțiune se potrivește stațiilor de lucru de acasă, a doua – cele de server, astfel încât tehnologiile nu concurează între ele, îndeplinind cerințe diferite. Diferența semnificativă de cost și capacitatea de memorie îi face pe utilizatori să se întrebe cum diferă SAS de SATA și să caute opțiuni de compromis. Să vedem dacă acest lucru este recomandabil.
SAS(Serial Attached SCSI) este o interfață serială pentru conectarea dispozitivelor de stocare, dezvoltată pe baza SCSI paralel pentru a executa același set de comenzi. Folosit în principal în sistemele server.
SATA(Serial ATA) – interfață serială de schimb de date bazată pe paralel PATA (IDE). Folosit în casă, birou, PC-uri multimedia și laptop-uri.
Dacă vorbim despre HDD-uri, atunci, în ciuda caracteristicilor tehnice și a conectorilor diferite, nu există diferențe fundamentale între dispozitive. Compatibilitatea inversă unidirecțională face posibilă conectarea unităților la placa server folosind atât una, cât și o a doua interfață.
Este de remarcat faptul că ambele opțiuni de conectare sunt posibile și pentru SSD-uri, dar diferența semnificativă dintre SAS și SATA în acest caz va fi în costul unității: prima poate fi de zeci de ori mai scumpă pentru un volum comparabil. Prin urmare, astăzi o astfel de soluție, dacă nu rară, este destul de bine gândită și este destinată centrelor rapide de procesare a datelor la nivel de întreprindere.
Diferența dintre SAS și SATA
După cum știm deja, SAS este folosit în servere, SATA în sistemele de acasă. În practică, aceasta înseamnă că primele sunt accesate de mai mulți utilizatori în același timp și multe sarcini sunt rezolvate, în timp ce cele din urmă sunt tratate de o singură persoană. În consecință, sarcina serverului este mult mai mare, astfel încât discurile trebuie să fie suficient de tolerante la erori și rapide. Protocoalele SCSI (SSP, SMP, STP) implementate în SAS permit procesarea simultană a mai multor operațiuni I/O.
Direct pentru Viteza HDD circulația este determinată în primul rând de viteza de rotație a arborelui. Pentru sistemele desktop și laptopuri, 5400 – 7200 RPM sunt necesare și suficiente. În consecință, este aproape imposibil să găsești o unitate SATA cu 10.000 RPM (cu excepția cazului în care te uiți la seria WD VelociRaptor, destinată, din nou, stațiilor de lucru), și orice mai mare este absolut de neatins. HDD-ul SAS se rotește cu cel puțin 7200 RPM, 10000 RPM poate fi considerat standard, iar 15000 RPM este un maxim suficient.
Unitățile seriale SCSI sunt considerate a fi mai fiabile și au MTBF mai mare. În practică, stabilitatea este atinsă mai mult datorită funcției de verificare sume de control. Unitățile SATA, pe de altă parte, suferă de „erori silențioase” atunci când datele sunt parțial scrise sau deteriorate, ceea ce duce la apariția.
Principalul avantaj al SAS contribuie, de asemenea, la toleranța la erori a sistemului - două porturi duplex, permițându-vă să conectați un dispozitiv prin două canale. În acest caz, schimbul de informații se va desfășura simultan în ambele direcții, iar fiabilitatea este asigurată de tehnologia Multipath I/O (două controlere se protejează reciproc și împart sarcina). Coada de comenzi marcate este construită până la o adâncime de 256. Pentru majoritatea Unități SATA un port semi-duplex, iar adâncimea cozii folosind tehnologia NCQ nu este mai mare de 32.
Interfața SAS necesită utilizarea cablurilor de până la 10 m lungime. La un port pot fi conectate până la 255 de dispozitive. SATA este limitat la 1 m (2 m pentru eSATA) și acceptă doar o conexiune punct la punct.
Perspectivele de dezvoltare ulterioară sunt acolo unde diferența dintre SAS și SATA este, de asemenea, simțită destul de acut. Lățimea de bandă Interfața SAS ajunge la 12 Gbit/s, iar producătorii anunță suport pentru viteze de transfer de date de 24 Gbit/s. Cea mai recentă revizuire a SATA s-a oprit la 6 Gbit/s și nu va evolua în acest sens.
Unitățile SATA, în ceea ce privește costul de 1 GB, au un preț foarte atractiv. În sistemele în care viteza de acces la date nu este critică și volumul de informații stocate este mare, se recomandă utilizarea acestora.
tabel comparativ
| SAS | SATA |
| Pentru sisteme server | În principal pentru sisteme desktop și mobile |
| Utilizează setul de comenzi SCSI | Utilizează setul de comenzi ATA |
| Viteza minimă a axului HDD 7200 RPM, maxim – 15000 RPM | Minim 5400 RPM, maxim 7200 RPM |
| Acceptă tehnologia de verificare a sumelor de control la scrierea datelor | Un procent mare de erori și sectoare proaste |
| Două porturi full duplex | Un port semi-duplex |
| Multipath I/O acceptat | Conexiune punct la punct |
| Coada de comenzi de până la 256 | Coada echipei până la 32 |
| Se pot folosi cabluri de până la 10 m | Lungimea cablului nu mai mult de 1 m |
| Debit de magistrală de până la 12 Gbit/s (în viitor – 24 Gbit/s) | Lățime de bandă 6 Gbps (SATA III) |
| Costul unităților este mai mare, uneori semnificativ | Mai ieftin ca preț pentru 1 GB |
Sunați sau direct pe site! Specialiștii noștri vă vor ajuta cu plăcere!
A doua interfață memorie externa– SCSI (Small Computer System Interface – interfata sistemului calculatoare mici) a fost dezvoltat și adoptat de ANSI în 1986 (numit ulterior SCSI-1). Ratele de transfer de date folosind această interfață paralelă pe 8 biți au fost (la un ceas de magistrală de 5 MHz) 4 MB/s în modul asincron și 5 MB/s în modul sincron. Spre deosebire de interfața IDE/ATA, interfața SCSI poate conecta nu numai dispozitive interne, ci și externe: imprimante, scanere etc. Suma maximă dispozitivele conectate la magistrala SCSI au fost 8 și lungime maxima cablu – 6 m.
Dezvoltarea standardelor și a suportului pentru interfața SCSI este realizată de comitetul T10 INCITS, i.e. aceeași organizație care dezvoltă standardele IDE (ATA). În 1996, SCSI Trade Association - STA (SCSI Trade Association) a fost creată pentru a promova standardul SCSI. Această asociație include aproximativ treizeci de producători de echipamente informatice.
Următoarele standarde SCSI – SCSI-2 (1994) și SCSI-3 (1995) au fost introduse set general Comenzi CCS (Set de comandă comună) - 18 comenzi de bază necesare pentru a suporta orice dispozitiv SCSI a fost adăugată capacitatea de a stoca cozile de comenzi primite de la computer în dispozitiv și de a le procesa în conformitate cu prioritățile specificate. În plus, aceste standarde, împreună cu magistrala pe 8 biți, definesc și o magistrală pe 16 biți, frecvența ceasului crescută la 20 MHz și viteza de transfer de date – până la 20 MB/s.
Dezvoltarea standardului SCSI-3 sunt standardele utilizate în prezent Ultra3 SCSI (1999), pentru care sunt definite o frecvență magistrală de 40 MHz și o rată de transfer de 160 MB/s, și Ultra320 SCSI (2002) - o frecvență magistrală de 80 MHz și o viteză de transfer de 320 MB/s
Schimbul de date conform acestor standarde este implementat folosind metoda LDVS (la fel ca în magistrala PCI Expres). Numărul maxim de dispozitive conectate pentru Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI este de 16, iar lungimea maximă a cablului este de 12 m.
A fost dezvoltat și standardul Ultra640 SCSI (2003) cu o frecvență magistrală de 160 MHz și o viteză de 640 MB/s, dar acest standard nu este utilizat pe scară largă din cauza faptului că din cauza lungimii scurte a cablului este imposibil să se conecteze mai mult de două dispozitive la acesta.
Comunicarea între dispozitivul SCSI și magistrala I/O se realizează folosind un adaptor SCSI special (controller) introdus în conectorul PCI sau încorporat în placa de bază. Pe lângă adaptorul SCSI (Fig. 1.3.8a), numit adaptor gazdă, fiecare dispozitiv are propriul adaptor încorporat care îi permite să interacționeze cu magistrala SCSI. Dacă dispozitivul este ultimul din lanțul de dispozitive de magistrală SCSI, un dispozitiv special este conectat după el - un terminator pentru a preveni reflectarea semnalelor transmise de-a lungul magistralei (Fig. 1.3.8b).
Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI utilizează două tipuri de conectori: 68-pini (Fig. 1.3.8c) și 80-pini (Fig. 1.3.8d). Al doilea tip de conector, pe lângă liniile de date și de comandă, conține și linii de alimentare pentru dispozitive și oferă posibilitatea de a conecta „la cald” dispozitivul la un computer.
Orez. 1.3.8. Dispozitive SCSI: a) Adaptor SCSI: 1 – conectori pentru conectarea dispozitivelor externe; 2 – conector pentru conectarea unui dispozitiv intern; 3 – controler SCSI;
b) Bus SCSI: 1 – conector adaptor; 2 – conectori pentru conectarea dispozitivelor; 3 – terminator; c) conector SCSI cu 68 de pini; d) conector SCSI cu 80 de pini
Când utilizați SCSI, datele sunt transferate în paralel, la fel ca în IDE (ATA). Din aceleași motive ca și în IDE (ATA), a fost începută dezvoltarea SCSI - SAS (Serial Attached SCSI) conectat în serie. Interfața SAS este compatibilă cu interfața SATA și, în același timp, folosește comenzi SCSI, capacitatea de a conecta „la cald” dispozitive externe, precum și capacitatea de a se conecta pe lângă hard și unități optice, alte dispozitive periferice, cum ar fi o imprimantă sau un scanner. În prezent, interfața SAS înlocuiește treptat interfața SCSI în computere și dispozitive periferice.
Prima specificație SAS, SAS 1.0, a fost lansată de Comitetul T10 în 2003. Specifica rate de transfer de date de 1,5 și 3 Gbit/s pentru conectarea dispozitivelor din interior unitate de sistem calculator cu o lungime maximă a cablului de 1 m și conexiune externă a dispozitivelor cu o lungime maximă a cablului de 8 m.
În 2005, a fost lansată specificația SAS 1.1, care a corectat erorile specificației SAS 1.0.
Specificația SAS 2.0 (2009) a adăugat o viteză de 6 Gbps și a mărit lungimea maximă a cablului la 10 m.
Schimbul de date în SAS, precum și în SCSI, este implementat folosind metoda LDVS.
Două perechi de semnale diferențiale (recepție și transmisie) formează un canal fizic în SAS. Unul sau mai multe canale fizice, la rândul lor, formează un port. Numărul de canale fizice de pe un port este indicat de un număr urmat de un „x”. Astfel, denumirea 4x înseamnă că portul conține 4 canale (8 perechi de semnale). Fiecare port are o adresă unică de 64 de biți atribuită de producătorul hardware SAS. Un dispozitiv SAS poate avea unul sau mai multe porturi. Un port care are un singur canal se numește port îngust, iar un port care are două sau mai multe canale se numește port larg.
Deci două porturi cu o viteză de 3 Gbit/s pot fi folosite fie ca două canale de comunicație separate cu diferite dispozitive, sau cum un singur canal comunicații la o viteză de 6 Gbit/s. În plus, specificația SAS 2.0 a adăugat capacitatea de a împărți un port de 6 Gbps în două canale de 3 Gbps.
La conectarea dispozitivelor, SAS utilizează conectori standardizați de Comitetul pentru factor de formă mic (SFF). Acest comitet dezvoltă și pregătește specificații pentru conectorii utilizați în diferite dispozitive. Fiecare conector este identificat prin prefixul „SFF-” urmat de un număr de conector din patru cifre care începe cu numărul 8.
Principalii conectori utilizați în SATA sunt:
· Conector SFF-8482 pentru conectarea unui dispozitiv intern (Fig. 1.3.9a);
· Conector SFF-8484 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9b);
· Conector SFF-8087 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9c);
· Conector SFF-8470 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9d);
· Conector SFF-8088 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9d).
Interfața SAS acceptă un set de comenzi compatibil cu setul de comenzi SATA, astfel încât să puteți conecta dispozitive SATA la expandorul SAS (de obicei folosind conectorul SFF-8482).
Cel mai comun cablu pentru conectarea dispozitivelor SAS externe cu conectori SFF-8088 la capetele cablului este prezentat în Fig. 1.3.9e. Pentru a conecta dispozitive externe prin interfața eSATA, puteți utiliza un cablu cu un conector SFF-8088 la un capăt și 4 conectori eSATA la celălalt (Fig. 1.3.9g).
Orez. 1.3.9. Conectori SAS: a) conector SAS tată cu 29 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8482) b) conector SAS tată 4x cu 32 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8484); c) conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8087); d) conector SAS tată 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8470); e) mufa conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8088); e) cablu SFF-8088 – SFF-8088; g) cablu SFF-8088 – 4 eSATA
Sistemul cu interfață SAS este format din următoarele componente:
· Inițiator – generează cereri de service pentru dispozitivele țintă și primește confirmarea executării solicitărilor (implementat sub forma unui microcircuit pe placa de bază sau pe un card conectat la magistrala plăcii de bază);
· Dispozitiv țintă – conține blocuri logice și porturi țintă care primesc solicitări de servicii și le execută; după finalizarea procesării cererii, confirmarea cererii este trimisă inițiatorului cererii (poate fi fie un hard disk separat, fie un întreg set de discuri).
· subsistemul de livrare a datelor (Service Delivery Subsystem) – transferă date între inițiatori și dispozitivele țintă (constă din cabluri și expandoare SAS).
· SAS Expander – conectează mai multe dispozitive SAS la un port inițiator.
Pe computerele desktop, expanderul SAS este implementat ca o placă care se conectează la magistrală PCI Express, și conține un controler SAS care îndeplinește funcțiile unui inițiator, precum și unul sau mai multe mufe de conector SAS interne și/sau externe la care sunt conectate dispozitivele cu o interfață SAS sau SATA (eSATA) (Fig. ????? a și fig. ?? ???b).
Unitățile SAS (eSATA) pot fi plasate în carcasă (Fig. ?????c). Un astfel de dispozitiv se numește matrice de discuri. Pe lângă unități, matricea de discuri conține o placă de expandare SAS încorporată (Fig. ?????d), un conector de alimentare, precum și o priză pentru conectarea la computerul de control (priză de intrare) și 1 sau 2 prize pentru conectarea la alte computere (prize de intrare) . Prezența acestor sloturi permite mai multor computere să partajeze date pe unitățile unei matrice de discuri.
Un exemplu de conectare a unităților eSATA la un computer utilizând cablul prezentat în Fig. 1.3.9zh și computere la matricea de discuri folosind cablul prezentat în Fig. 1.3.9e, prezentat în Fig. orez. ????d.
Orez. ??????. Instrumente SAS: a) card pentru conectarea a două dispozitive interne:
1 – controler SAS (inițiator); 2 – prize SF-8087; b) card pentru conectarea a două dispozitive externe: 2 – prize SF-8088; 1 – controler SAS (inițiator); c) matrice de discuri cu 15 unități SAS (eSATA); d) expandor disc SAS matrice;
e) un exemplu de utilizare a SAS pentru conectarea unităților externe: 1 – unități eSATA; 2 – matrice de discuri conectată la două computere
Implementarea hardware a SAS, ca și anterior SCSI, pe un computer este mai costisitoare decât implementarea ATA și SATA (eSATA). Acest lucru se datorează, în primul rând, faptului că controlerul ATA și SATA este de obicei încorporat în placa de bază și plăci de bază Pentru computere desktop cu interfețe SCSI și SAS încorporate, practic nu sunt produse, așa că trebuie să achiziționați o placă de control SCSI sau SAS. În al doilea rând, dispozitivele cu interfață SAS au capacități mai mari decât dispozitivele ATA și SATA (eSATA). De exemplu, unitățile SAS pot fi cu două porturi, adică Acestea pot fi fie conectate la două computere, fie pot comunica cu un computer cu o viteză de două ori mai mare decât utilizarea unui singur port. Cu toate acestea, acest lucru are ca rezultat costuri mai mari pentru unitățile SAS.
Prin urmare, principala zonă de aplicare pentru SAS, cum ar fi SCSI, sunt computerele puternice (servere) cu cerințe crescute pentru viteza de schimb, fiabilitate și securitatea datelor.
Prin utilizarea extensiilor, subsistemul de livrare a datelor SAS oferă mai multe capabilități decât sistemul SATA (eSATA). În plus, în acest subsistem pot fi utilizate dispozitive SATA (eSATA) mai ieftine.
Sistem separat O rețea formată din calculatoare interconectate, periferice, extensii SAS și cabluri SAS, SATA și eSATA se numește domeniu. Numărul maxim de extensii și dispozitive pe domeniu este de 16.256. Un sistem SAS poate consta din mai multe domenii, cu inițiatori individuali și dispozitive aparținând la două domenii adiacente.
Există două tipuri de extensie care pot fi utilizate într-un domeniu: un extintor de comutare și un extintor de frunze.
Expansorul de distribuție (Fig. ?????a) realizează rutarea fluxurilor de date de la inițiatori la dispozitivele din domeniul țintă din domeniul SAS. Ar trebui să existe un singur extintor de comutare per domeniu.
Expansorul de margine (Fig. ?????b) este conectat fie la expandorul de comutator, fie la un alt expandor de margine și este utilizat pentru a direcționa fluxurile de date ale dispozitivelor și expandarelor conectate la acesta. Numărul maxim de dispozitive deservite de extensia terminalului este de 128.
Dispozitivele pot fi conectate fie la un prelungitor de comutator, fie la un prelungitor de terminale. Dacă domeniul nu implică un comutator de extensie, atunci numărul de extensii de capăt nu trebuie să fie mai mare de 2.
Când alimentarea este pornită, toate dispozitivele din sistemul SAS își schimbă adresele între ele, iar sistemul intră într-o stare activă în care sunt schimbate comenzi, pachete de date și mesaje de control. Adăugarea unui dispozitiv nou la sistem (conectare „la cald”) sau deconectarea unui dispozitiv duce la generarea unui mesaj de control, la primirea căruia toți extenderii își reconstruiesc schema de rutare și notifică inițiatorii despre modificarea configurației sistemului.
Un exemplu de configurație de domeniu SAS este prezentat în Fig. orez. ????V.
Orez. ??????. Utilizarea SAS în servere: a) Expansor-comutator cu 12 porturi cu socluri SFF-8470 (vedere față și spate); b) Expansor terminal cu 12 porturi cu prize SFF-8470 (vedere față și spate); c) exemplu de domenii SAS:
1 – initierea serverelor cu carduri de expansiune SAS; 2 - Expansoare terminale SAS;
3 – unități cu un singur port cu interfață SAS; 4 – SAS expander-switch;
5 – unități cu interfață eSATA; 6 – unități dual-port cu interfață SAS;
7 – matrice de discuri cu expandor SAS încorporat
